Question

【题目】用NH3催化还原氮的氧化物，可以消除氮的氧化物的污染。已知：

反应①：4NH3（g）+ 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(l) △H1

反应②：2NO(g) + O2(g)2NO2(g) △H2（△H2＜0且）

反应③：4NH3(g) + 6NO2(g)5N2(g)+ 3O2 + 6H2O(l) △H3

反应①和反应②在不同温度时的平衡常数及其大小关心如下表：

（1）试推测反应③是______ 反应（填“吸热”或“放热”）

（2）相同条件下反应①在2L的密闭容器中选用不同的催化剂，反应产生N2的物质的量随时间的变化如图所示。

则：

①计算0～4min时在A催化剂作用下，反应速率v(NO)=__________。

②下列说法正确的是：__________________。

A.该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）＞Ea(B) ＞Ea(C)

B.增大压强能使反应速率加快的原因，是因为增加活化分子的百分数

C.单位时间内H-O键与N-H断裂的数目相等时，说明反应已达平衡状态

D.若在恒容绝热的密闭容器中进行，当温度不变时，说明反应已达平衡状态

（3）对于反应②，若在某温度下，在容积为2L的刚性密闭容器中起始加入2 molNO和2 molO2，反应一段时间后，测的生成NO21.6mol,则该反应是否达到平衡状态？_______（填“是”或“不是”。已知该温度下该反应的K约为147.3）。达平衡后，在同一温度下向大小相同的另一刚性容器中加入1.2mol的NO2和0.9mol的O2，则还要加入NO______mol、O2_____mol，达平衡时各物质的浓度才能跟前平衡的相等。

Answer 1

【答案】 吸热 v(NO)＝0.375mol/L CD 不是 0.8mol 0.5mol

【解析】（1）根据表中数据可知升高温度反应①、②的平衡常数均减小，这说明二者均是放热反应。根据盖斯定律可知①－②×3即得到反应③的△H3＝△H1－3△H2，由于△H2＜0且），所以△H3＝△H1－3△H2＞0，因此反应③是吸热反应；（2）①0～4min时在A催化剂作用下此时生成氮气是2.5mol，所以消耗NO是2.5mol×6/5＝3.0mol，浓度是1.5mol/L，反应速率v(NO)=1.5mol/L÷4min＝0.375mol/L。②A.曲线斜率越大，反应速率越大，活化能越小，则该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）＜Ea(B) ＜Ea(C)，A错误；B.增大压强能使反应速率加快的原因，是因为增加了单位体积内活化分子的百分数，活化分子的百分数不变，B错误；C.根据方程式可知单位时间内H-O键与N-H断裂的数目相等时，说明正逆反应速率相等，反应已达平衡状态，C正确；D.若在恒容绝热的密闭容器中进行，当温度不变时，说明正逆反应速率相等，反应已达平衡状态，D正确，答案选CD；（3）对于反应②，若在某温度下，在容积为2L的刚性密闭容器中起始加入2 molNO和2 molO2，反应一段时间后，测的生成NO21.6mol，则根据方程式可知消耗NO和氧气分别是1.6mol、0.8mol，剩余NO和氧气分别是0.4mol、1.2mol，此时NO、氧气、二氧化氮的浓度分别是（mol/L）0.2、0.6、0.8，浓度熵为，所以该反应没有达到平衡状态。达平衡后，在同一温度下向大小相同的另一刚性容器中加入1.2mol的NO2和0.9mol的O2，则相当于是1.2molNO和1.5mol氧气，所以根据等效平衡可知还要加入NO为2mol－1.2mol＝0.8mol、O2为2mol－1.5mol＝0.5mol，达平衡时各物质的浓度才能跟前平衡的相等。