Question

7．在当今社会，氮的氢化物和氧化物与我们的生活息息相关．
（1）NO是一种污染物，工业上用NH₃、O₂脱除烟气中NO的原理如图所示，该原理中NO最终转化为N₂（填化学式），V⁴⁺-O-H在反应过程中作催化剂．当消耗2molNH₃和0.5molO₂时，除去的NO在标准状况下的体积为44.8L．

（2）N₂H₄是发射航天火箭的常用燃料，已知：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-538kJ•mol^-1．断开1mol下列化学键系数的能量分别为N-H：390kJ、N≡N：946kJ、O-H：460kJ、O=O：498kJ．则断开1molN-N需要吸收的能量是190kJ．
（3）工业制硝酸时，会发生反应：4NH₃（g）+5O₂（g）$?_{加热}^{催化剂}$4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0．
①若其它条件不变，则下列图象不正确的是D（填字母）．

②在1L容积固定的密闭容器中充入NH₃和O₂发生该反应，部分物质的浓度随时间的变化如下表所示．

	c（NH3）/mol•L-1	c（O2）/mol•L-1	c（NO）mol•L-1
0	1.2	1.75	0
4min	0.4	0.75	0.8
6min	0.4	0.75	0.8
8min	0.6	1	0.6
9min	0.6	1	0.6
10min	1.05	1	1.05
12min	…	…	…

0～4min内，用O₂表示该反应的平均反应速率为0.25mol•L^-1•min^-1．反应6～8min时改变了反应条件，改变的反应条件可能是升高温度．

Answer 1

分析 （1）由图该原理中的中NO最终转化为H₂O和氮气；V⁴⁺-O-H在反应前后不变，作催化剂；氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量；
（2）焓变=反应物总键能-生成物总键能；
（3）①A．该反应前后气体物质的量增大，增大压强化学反应速率增大，反应到达平衡的时间缩短，平衡逆向移动，氨气转化率降低；
B．催化剂只改变化学反应速率，改变反应达到平衡的时间，但不影响平衡移动；
C．该反应前后气体物质的量增大，增大压强化学反应速率增大，反应到达平衡的时间缩短，平衡逆向移动，NO的产率降低；
D．该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；反应6～8min时反应逆向移动，可能为升高温度．

解答 解：（1）由图1可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N₂和H₂O；V⁴⁺-O-H在反应前后不变，作催化剂；氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，2mol NH₃转化为N₂失去6mol电子，0.5mol O₂得到2mol电子，则NO转化为N₂得到的电子为4mol，所以NO的物质的量为2mol，其体积为44.8L；
故答案为：N₂；催化剂；44.8；
（2）焓变=反应物总键能-生成物总键能，设断开1molN-N需要吸收的能量QkJ，则：Q+4×390+498-946-4×460=-538，解得Q=190；
故答案为：190kJ；
（3）①该反应是个气体体积增大、正反应放热的反应，
A、增大压强，反应逆向移动，氨气的转化率减小，且压强增大化学反应速率增大，缩短反应到达平衡的时间，所以图象符合，故A不选；
B、催化剂加快反应速率，但不改变平衡，所以图象符合，故B不选；
C、增大压强，逆向移动，NO的产率降低，所以图象符合，故C不选；
D、升高温度，反应逆向移动，水蒸气的含量降低，所以图象不符合，故D选；
故答案为：D；
②0～4min内，v（O₂）=$\frac{1.75-0.75}{4}$mol/（L．min）=0.25mol/（L．min）；反应6～8min时反应逆向移动，可能为升高温度，
故答案为：0.25；升高温度．

点评 本题考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动影响等知识点，侧重考查学生计算及图象分析判断、知识综合运用能力，明确温度、压强、催化剂对化学反应速率、化学平衡移动影响是解本题关键，注意：催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，题目难度不大．