Question

【題目】NO、NO2是大氣污染物，但只要合理利用，NO、NO2也是重要的資源。回答下列問題：

（1）氨的合成。已知：N2和H2生成NH3的反應為：N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=-46.2kJ·mol-1

在Fe催化劑作用下的反應歷程為（※表示吸附態）：

化學吸附：N2(g)→2N※；H2(g)2H※；

表面反應：N※+H※NH※；NH※+H※NH2※；NH2※+H※NH3※；

脫附：NH3※NH3(g)

其中N2的吸附分解反應活化能高、速率慢，決定了合成氨的整體反應速率。則利于提高合成氨平衡產率的條件有（________）

A．低溫 B．高溫 C．低壓 D．高壓 E．催化劑

（2）NH3還原法可將NO還原為N2進行脫除。已知：

①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1530kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1

寫出NH3還原NO的熱化學方程式__。

（3）亞硝酰氯(ClNO)是合成有機物的中間體。將一定量的NO與Cl2充入一密閉容器中，發生反應：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0。平衡后，改變外界條件X，測得NO的轉化率α(NO)隨X的變化如圖所示，則條件X可能是__(填字母代號)。

a.溫度 b.壓強 c. d.與催化劑的接觸面積

（4）在密閉容器中充入4molCO和5molNO發生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJmol-1，如圖甲為平衡時NO的體積分數與溫度、壓強的關系曲線圖。

①溫度T1__T2（填“＞”或“＜”）。

②若反應在D點達到平衡，此時對反應進行升溫且同時擴大容器體積使平衡壓強減小，則重新達到平衡時，D點應向圖中A～G點中的__點移動。

③探究催化劑對CO、NO轉化的影響。某研究小組將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應，相同時間內測量逸出氣體中NO含量，從而確定尾氣脫氮率(即NO的轉化率)，結果如圖乙所示。溫度低于200℃時，圖中曲線I脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因為__；a點__(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡脫氮率，說明其理由__。

Answer 1

【答案】AD 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2070kJ·mol-1 ac > A 溫度較低時，催化劑的活性偏低 不是 因為反應是放熱反應，根據線Ⅱ可知，a點對應溫度的平衡脫氮率應該更高

【解析】

根據合成氨的熱化學方程式可知該反應為放熱反應和氣體分子數減少的反應。2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0，該反應為放熱反應和氣體分子數減少的反應，由圖可知改變外界條件X后，NO的轉化率α(NO)減小。根據2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJmol-1可知，該反應為放熱反應。

（1）合成氨反應為放熱反應，氣體分子數減少的反應。

A. 低溫有利于平衡正向移動，提高氨氣產率，A正確；

B．高溫平衡逆向移動，氨氣的產率降低，B錯誤；

C．低壓平衡逆向移動，不利于提高氨氣產率，C錯誤；

D．高壓平衡正向移動，有利于提高氨氣產率，D正確；

E．催化劑僅改變反應速率，不改變化學平衡，不能提高產率，E錯誤；

答案選AD。

（2）NH3還原法將NO還原為N2進行脫除，寫出化學反應方程式：4NH3+6NO=5N2+6H2O根據①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1530kJ·mol-1②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1求ΔH，ΔH=ΔH1-3×ΔH2=（-1530-3×180）kJ·mol-1=-2070kJ·mol-1

故熱化學方程式為：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2070kJ·mol-1 。

（3）根據熱化學方程式可知，該反應為放熱反應，也是氣體分子數減少的反應。由圖可知改變外界條件X后，NO的轉化率α(NO)減小，說明平衡逆向移動。

a．升高溫度，平衡逆向移動，符合圖象，a正確；

b．增大壓強，平衡正向移動，不符合圖象，b錯誤；

c．增大的值，相當于增加了NO的濃度，平衡雖正向移動但α(NO)減小，c正確；

d．增大與催化劑的接觸面積，只加快反應速率，不影響平和，d錯誤；

答案選ac。

（4）反應為放熱反應，圖甲為平衡時NO的體積分數隨溫度、壓強改變的變化趨勢。

①當壓強一定時（確定橫坐標為定值），T1溫度下平衡時NO的體積分數比T2大，溫度升高，鈣平衡向逆向移動，平衡時NO的體積分數增大，故T1＞T2。在密閉容器中充入4molCO和5molNO發生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJmol-1，如圖甲為平衡時NO的體積分數與溫度、壓強的關系曲線圖。

②對反應進行升溫且同時擴大容器體積使平衡壓強減小，平衡逆向移動，則重新達到平衡時，NO的體積分數增大，故D點應向圖中的A點移動。

③溫度較低時，催化劑的活性較低，故溫度低于200℃時，圖中曲線I脫氮率隨溫度升高而變化不大。催化劑不改變轉化率，且反應為放熱反應，根據線Ⅱ可知，a點對應溫度的平衡脫氮率應該更高，故a點不是對應溫度下的平衡脫氮率。