Question

1．研究氮及其化合物有十分重要的意義
（1）霧霾天氣與氮的氧化物排放有關(guān)．汽車尾氣中的NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑的條件下可發(fā)生反應(yīng)．
①已知部分化學鍵的鍵能如下

分子式/結(jié)構(gòu)式	NO/N≡O(shè)	CO/C≡O(shè)	CO2/O=C=O	N2/N≡N
化學鍵	N≡O(shè)	C≡O(shè)	C=O	N≡N
鍵能（KJ/mol）	632	1072	750	946

NO（g）和CO（g）發(fā)生反應(yīng)的熱化學方程式
2NO（g）+2CO（　g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-538kJ/mol
②若反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）在恒溫、恒容的密閉體系中進行，并在t₁時刻達到平衡狀態(tài)，則下列示意圖不符合題意的是A（填選項序號）．
（2）NO被氣化為NO₂，其他條件不變，NO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示，p₁大于p₂，溫度高于
800℃時NO的轉(zhuǎn)化率幾乎為0的原因是溫度大于800℃時，逆反應(yīng)程度大，NO₂幾乎完全分解．
（3）溫度升高，多數(shù)化學反應(yīng)速率增大，但是2NO+O₂?2NO₂的化學反應(yīng)速率卻隨溫度的升高而減�。�某化學小組為研究該特殊現(xiàn)象的實質(zhì)原因，查閱資料知2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的反應(yīng)歷程分兩步：
a、2NO（g）?N₂O₂（g）（快）　v_1正=k_1正c²（NO）　　　　v_1逆=k_1逆c（N₂O₂）△H₁＜0
b、N₂O₂（g）+O₂（g）?2NO₂（g）（慢）　v_2正=k_2正c（N₂O₂）c（O₂）　　　v_2逆=k_2逆c²（NO₂）△H₂＜0
k₁、k₂為速率常數(shù)，溫度升高，速率常數(shù)一般增大．
①決定2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）速率的是反應(yīng)是b，反應(yīng)a的活化能E₁，反應(yīng)b的活化能E₂，E₁、E₂的大小關(guān)系為E₁小于E₂（填“大于”、“小于”或“等于”）．根據(jù)速率方程分析，升高溫度該反應(yīng)速率減小的原因是c．
a．k_2正增大，c（N₂O₂）增大            b．k_2正減小，c（N₂O₂）減小
c．k_2正增大，c（N₂O₂）減小            d．k_2正減小，c（N₂O₂）增大
②由實驗數(shù)據(jù)得到v_正～c（O_2）的關(guān)系可用如圖2表示．當x點升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點為A（填字母）．
（4）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)，在氮氣足量的情況下，不同$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（NO）}$、不同溫度對脫氮率的影響如圖3所示（已知氮氣催化還原氮氧化物的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），則溫度對脫氮率的影響是300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大，而300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減�。�300℃之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進行，脫氮率增大，給出合理的解釋：300℃時反應(yīng)達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減�。�

Answer 1

分析 （1）①化學反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物舊鍵斷裂吸收的能量和產(chǎn)物中新鍵生成釋放的能量之差，據(jù)此回答計算；
②根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；
（2）溫度相同時p₁的一氧化氮的轉(zhuǎn)化率大，所以增大壓強平衡正向移動；α（NO）幾乎為0的原因是無二氧化氮，NO₂幾乎完全分解；
（3）①因為決定2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）速率的是反應(yīng)②，所以反應(yīng)①的活化能E₁遠小于反應(yīng)②的活化能E₂；決定反應(yīng)速率的是反應(yīng)②，而溫度越高k_2正增大，反應(yīng)速率加快，二氧化二氮的濃度減少，導致兩者的積減��；
②v_2正升高到某一溫度時v_2正減小，平衡逆向移動，氧氣的濃度增大，由此分析解答；
（4）根據(jù)圖示得到溫度和脫氮率的關(guān)系300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大；300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小，據(jù)此結(jié)合溫度對平衡移動的影響知識來回答即可．

解答 解：（1）①化學反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物舊鍵斷裂吸收的能量和產(chǎn)物中新鍵生成釋放的能量之差，所以2NO（g）+2CO（ g）?N₂（ g）+2CO₂（g）的△H=（2×632+1072×2）-（750×4+946）kJ/mol=-538kJ/mol，
故答案為：-538；
②A．t₁時正反應(yīng)速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．平衡常數(shù)只受溫度的影響，反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進行，t₁后，到達平衡，K始終不變，故B正確；
C．反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和在變化，反應(yīng)前后都為氣體，質(zhì)量不變，t₁時$\frac{m總}{n總}$不變，到達平衡，故C正確；
D．反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和在變化，所以總壓不變的狀態(tài)達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故選A；
（2）溫度相同時p₁的一氧化氮的氮率大，所以增大壓強平衡正向移動，所以p₁＞p₂；800℃時，α（NO）幾乎為0的原因是無二氧化氮，逆反應(yīng)程度大，NO₂幾乎完全分解，
故答案為：大于；溫度大于800℃時，逆反應(yīng)程度大，NO₂幾乎完全分解；
（3）①因為決定2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）速率的是反應(yīng)②，所以反應(yīng)①的活化能E₁遠小于反應(yīng)②的活化能E₂；決定反應(yīng)速率的是反應(yīng)②，而溫度越高k_2正增大，反應(yīng)速率加快，二氧化二氮的濃度減少，導致兩者的積減小；
故答案為：＜；C；
②v_2正升高到某一溫度時v_2正減小，平衡逆向移動，氧氣的濃度增大，所以反應(yīng)重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點為A，
故答案為：A；
（4）根據(jù)圖示信息得到：300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大；300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小，這是因為：300℃之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進行，脫氮率增大；300℃時反應(yīng)達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小，
故答案為：300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大，而300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小；300℃之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進行，脫氮率增大；300℃時反應(yīng)達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減�。�

點評 本題考查了反應(yīng)熱的計算、化學平衡的影響因素，題目綜合性較強，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析能力、以及對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力，讀圖是解答關(guān)鍵．