Question

【题目】NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。

（1）已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1=-221.0kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5kJ/mol

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3=-746.0 kJ/mol

则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为___。该反应的平衡常数Kp=__（写表达式）。

（2）用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H＜0。相同条件下，在2L密闭容器内，选用不同的催化剂进行反应，产生N2的量随时间变化如图所示。

①在催化剂A的作用下，0～4min的v(NH3)=___。

②该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是___，理由是__。

③下列说法正确的是__（填标号）。

a．使用催化剂A达平衡时，△H值更大

b．升高温度可使容器内气体颜色加深

c．单位时间内形成N-H键与O-H键的数目相等时，说明反应已经达到平衡

d．若在恒容绝热的密闭容器中反应，当平衡常数不变时，说明反应已经达到平衡

Answer 1

【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol 0.5mol/（Lmin） Ea(C)Ea(B)Ea(A) 相同时间内生成的N2越多，反应速率越快，活化能越低 bcd

【解析】

（1）已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1=-221.0kJ/mol ①

N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5kJ/mol ②

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3=-746.0 kJ/mol ③

将①-②+③，便可得到焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式；利用方程式可表示出该反应的平衡常数Kp。

（2）①在催化剂A的作用下，0～4min时，n(N2)=3.5mol，n(NH3)=,利用公式可求出v(NH3)；

②从图中可看出，相同时间内，N2的生成量A>B>C，则表明反应速率A>B>C，速率越快则反应的活化能越低，从而可求出该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)关系。

③a．催化剂A不能改变反应物的转化率，所以达平衡时，△H值不变；

b．升高温度可使该放热反应左移，容器内NO2的物质的量增大，浓度增大，气体颜色加深；

c．从反应方程式看，单位时间内形成24个N-H键，同时断裂24个O-H键，一旦二者的数目相等，则说明反应已经达到平衡；

d．若在恒容绝热的密闭容器中反应，若平衡移动，则温度发生改变，现平衡常数不变，则温度不变，说明反应已经达到平衡。

（1）已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1=-221.0kJ/mol ①

N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5kJ/mol ②

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3=-746.0 kJ/mol ③

将①-②+③，便可得到焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式2NO(g)+ C (s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol；该反应的平衡常数Kp=。

答案为：2NO(g)+ C (s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol；；

（2）①在催化剂A的作用下，0～4min时，n(N2)=3.5mol，n(NH3)=，v(NH3)=mol/（Lmin）；答案为：0.5mol/（Lmin）；

②从图中可看出，相同时间内，N2的生成量A>B>C，则表明反应速率A>B>C，速率越快则反应的活化能越低，从而可求出该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)关系为Ea(C)Ea(B)Ea(A)；原因是相同时间内生成的N2越多，反应速率越快，活化能越低；

答案为：Ea(C)Ea(B)Ea(A)；相同时间内生成的N2越多，反应速率越快，活化能越低；

③a．催化剂A不能改变反应物的转化率，所以达平衡时，△H值不变，a错误；

b．升高温度可使该放热反应左移，容器内NO2的物质的量增大，浓度增大，气体颜色加深，b正确；

c．从反应方程式看，单位时间内形成24个N-H键，同时断裂24个O-H键，一旦二者的数目相等，则说明反应已经达到平衡，c正确；

d．在恒容绝热的密闭容器中反应，若平衡移动，则温度发生改变，现平衡常数不变，则温度不变，说明反应已经达到平衡，d正确。

答案为：bcd。