Question

【题目】含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题：

（1）利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2，反应机理如图所示。A包含的物质为H2O和___(填化学式)。

（2）研究氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

①2NO2(g)+NaCl(g)=NaNO3(g)+ClNO(g) ΔH1<0

②2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g) ΔH2<0

则4NO2(g)+2NaCl(g)=2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)的ΔH=___(用ΔH1和ΔH2表示)。

若反应①在绝热密闭容器中进行，实验测得NO2(g)的转化率随时间的变化示意图如图所示，NO2(g)的转化率α(NO2)在t3-t4时间降低的原因是___。

（3）工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g) ΔH>0。在一定温度下，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。

a点时，CH4的转化率为___%；平衡常数：K(a)___K(b)(填“>”“=”或“<”)。

（4）肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K=，在一定条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)[α=×100%]与p(O2)的关系如图所示。研究表明正反应速率V正=k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率V逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。

①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆的关系式：K=___(用含有k正、k逆的式子表示)。

②试求出图中c(4.50，90)点时，上述反应的平衡常数K=___kPa-1。已知k逆=60s-1，则速率常数k正=___s·kPa-1。

Answer 1

【答案】N2 2ΔH1-ΔH2 因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应正向进行，体系的温度升高，t3-t4时间段温度升高使平衡逆向移动，转化率降低 25 = 2 120

【解析】

(1)由图示可得到方程[(NH4)2(NO2)]2++NO===[(NH4)(HNO2)]++A+H+，根据化学反应前后原子种类和数目不变可知，A为H2O和N2，故答案为：N2；

(2)根据盖斯定律，由反应①×2-②可得4NO2(g)+2NaCl(g)=2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)，则ΔH=2ΔH1-ΔH2，因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应正向进行，体系的温度升高，t3-t4时间段温度升高使平衡逆向移动，NO2的转化率降低，故答案为：2ΔH1-ΔH2；因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应正向进行，体系的温度升高，t3-t4时间段温度升高使平衡逆向移动，转化率降低；

(3)a点时，n(CH4)=2mol，平衡时NH3的体积分数为30%，设转化的CH4的物质的量为x，列三段式有：

则有，解得x=0.5，则CH4的转化率为，由于a点和b点的温度相同，所以K(a)=K(b)，故答案为：25%；=；

(4)①已知正反应速率v正=k正·c(Mb)·P(O2)，逆反应速率v逆=k逆·c(MbO2)，平衡时，v正=v逆，则k正·c(Mb)·P(O2)= k逆·c(MbO2)，即，故答案为：；

②由图可知，c点时，P(O2)=4.5kPa，，则生成的c(MbO2)=0.9c(Mb)初始，平衡时c(Mb)=0.1 c(Mb)初始，则，已知K逆=60s-1，又，则速率常数k正=120s-1·kPa-1，故答案为：2；120。