Question

【题目】消除含氮、硫等化合物的污染对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。

I．用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染，NOx若以NO为例，在恒容容器中进行反应：4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。

（1）以下选项可以判断反应达到平衡状态的是_______。

A．.4v正(NH3)=5v逆(N2) B．反应体系中气体密度不变

C．.反应体系中气体压强不变 D．反应体系中气体平均摩尔质量不变

（2）图I中曲线表示转化率与反应时间的关系。若改变起始条件，使反应过程由a状态转为b状态进行，可采取的措施是_______

A．降低温度 B．增大反应物中NO的浓度

C．加催化剂 D．向密闭容器中通入氩气

II．燃煤烟气中含有大量SO2和NO。某科研小组研究臭氧氧化的碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，反应进程如图II所示。

反应1：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

反应2：SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)

已知该体系中温度80℃以上臭氧发生分解反应：2O33O2。且100℃时臭氧的分解率约为10％。请回答：

（1）写出反应1的热化学方程式_______，反应1在高温下不能自发进行，则该反应的熵变ΔS_______0（填“大于”或“小于”）。

（2）其他条件不变，向五个体积固定为1L的密闭容器中均充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0mol O3，在不同温度下反应相同时间后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

①若P、Q两点为非平衡点，试分析P点转化率大于Q点的可能原因_______。100℃，t秒时反应1进行到P点，反应从开始到t秒时NO的平均速率v(NO)=_______mol·L1·s1（用含t的式子表示）。

②若Q点为平衡点，100℃下反应2的平衡常数的数值约为_______（精确到0.01）。

Answer 1

【答案】CD B NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH=199.2kJ·mol1 小于 NO与O3反应的活化能低于SO2与O3反应的活化能或NO与SO2物质本身的性质有关或其它合理答案 0.96（或0.95）

【解析】

II(1)根据△H=反应物的总键能－生成物的总键能，计算反应热；根据△G=△H－T△S>0，判断；

(2)根据计算反应速率；

利用计算平衡常数。

I (1) 4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g)；

A、达到化学平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示时，数值要成比例；选项中有正反应速率，有逆反应速率，但是4υ正(NH3)=5υ逆(N2)，表示的正逆反应速率不相等，应该为，A错误；

B、体积不变，气体的质量不变，根据，则密度一直不变，则密度不变不能说明达到平衡，B错误；

C、恒温恒压下，压强和物质的量成正比，反应前后物质的量在改变，说明压强会变，等压强不变的时候，说明反应达到了平衡，C正确；

D、根据，气体质量不变，气体物质的量变化，说明平均摩尔质量在变，当平均摩尔质量不变时，说明达到了平衡，D正确；

答案选CD；

(2)a状态转为b状态，由图像可知，b状态达到平衡的时间更短，说明化学反应速率更快，NO的转化率更低，说明a状态到b状态，平衡逆向移动；

A、降低温度，化学反应速率变小，达到平衡的时间变长，不符合题意；B、增大NO的浓度，化学反应速率增大，达到平衡的时间变短，NO的转化率降低，B符合题意；

C、加入催化剂，NO的转化率不变，C不符合题意；

D、向密闭容器中通入氩气，各反应物的浓度不变，则平衡不移动，D不符合题意；

答案选B；

II (1) (1)根据△H=反应物的总键能－生成物的总键能，△H=3.2kJ、mol－202.4kJ·mol－1=199.2KJ·mol1，则反应Ⅰ的热化学方程式为NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH=199.2KJ·mol1；

反应1在高温下不能自发进行，则△G>0，根据△G=△H－T△S>0，△H<0，则△S>O；

(2)①NO和SO2均和O3发生反应，但是NO的转化率比SO2转化率高，可能由反应物本身的性质决定的；根据图示，可以知道NO与O3反应的活化能低于SO2与O3反应的活化能，使得NO反应速率快，再与O3反应中，更具优势，反应的更多；答案为NO与O3反应的活化能低于SO2与O3反应的活化能或NO与SO2物质本身的性质有关或其它合理答案；

t秒时反应1进行到P点，NO的转化率为85%，加入了1mol NO，则反应了0.85molNO， ；

②100℃下反应2的平衡常数，体积为1L。需要知道各物质的物质的量，由于O3和O2涉及到3个反应，要综合计算，

100℃时臭氧的分解率约为10％，

则平衡时O3的物质的量=2mol－0.85mol－0.3mol-0.2mol=0.65mol；平衡时O2的物质的量=0.85mol＋0.3mol+0.3mol =1.45mol；则带入数据，。