Question

【題目】碳的氧化物和氮的氧化物與人類生活息息相關(guān)，它們之間有多種相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以變廢為寶。

(1)為了模擬汽車尾氣在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作反應(yīng)情況，控制定條件，讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進行如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，用傳感器測得不同時間NO和CO的依度如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)(10-4mol/L)	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c(NO)(10-3mol/L)	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=________，此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______

②能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是____________。

A.2n(CO2)=n(N2) B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

C.氣體密度不變 D.容器內(nèi)氣體壓強不變

③當(dāng)NO與CO濃度相等時，體系中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。則NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小的原因是___，壓強P1、P2、P3的大小關(guān)系是____________，理由是_______________________。

(2)用氨氣催化氧化還原法脫硝(NOx)

①根據(jù)下圖判斷提高脫硝效率(單位時間內(nèi)NOx濃度變化占煙氣初始濃度的百分比)的最佳條件是：______________________。

②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ/mol

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-bk/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-ckJ/mol 其中a、b、C均為大于0。

則放熱反應(yīng):4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=____________。

Answer 1

【答案】 1.875×10-4mol·L-1·s-1 5000L/mol BD 該反應(yīng)正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小 P1>P2>P3 正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，增壓平衡正向移動，NO的衡轉(zhuǎn)化率增大 400℃、氨氮物質(zhì)的量之比為1 -(2a-2b+3c)或2b-2a-3c kJ/mol

【解析】試題分析：(1)①前2s內(nèi)NO的濃度變化是7.5×10-4mol·L-1，則N2的濃度變化是3.75×10-4mol·L-1，根據(jù) 計算速率；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，反應(yīng)在4s時達到平衡狀態(tài)，根據(jù)K=計算 。②根據(jù)平衡標(biāo)志分析；③NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小，說明升高溫度平衡逆向移動，正反應(yīng)放熱；正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，增壓平衡正向移動；(2) ①根據(jù)圖像，400℃、氨氮物質(zhì)的量之比為1時，脫硝效率最高；②根據(jù)蓋斯定律計算4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)的△H；

解析：(1) ①前2s內(nèi)NO的濃度變化是7.5×10-4mol·L-1，則N2的濃度變化是3.75×10-4mol·L-1， 1.875×10-4mol·L-1·s-1；

根據(jù)表格數(shù)據(jù)，反應(yīng)在4s時達到平衡狀態(tài)

K=5000L/mol；

② 2n(CO2)=n(N2)，都是指正反應(yīng)方向，所以不一定平衡，故A錯誤；根據(jù) ，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是變量，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，一定達到平衡狀態(tài)，故B正確；根據(jù) ，氣體密度是恒量，氣體密度不變，不一定達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量是變量，壓強是變量，所以容器內(nèi)氣體壓強不變，一定達到平衡狀態(tài)，故D正確。③正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動，所以NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小；正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，增壓平衡正向移動，NO轉(zhuǎn)化率越大，說明壓強越大，所以壓強P1>P2>P3；(2) ①根據(jù)圖像，400℃、氨氮物質(zhì)的量之比為1時，脫硝效率最高，所以脫硝的最佳條件是400℃、氨氮物質(zhì)的量之比為1；② Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ/mol

Ⅱ、N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-bk/mol

Ⅲ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-ckJ/mol

根據(jù)蓋斯定律ⅢⅠ Ⅱ 得4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=2b-2a-3c kJ/mol；