Question

【題目】十九大報(bào)告指出：“堅(jiān)持全民共治、源頭防治，持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)！”以NOx為主要成分的霧霾的綜合治理是當(dāng)前重要的研究課題。

I．汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定條件下可發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1

（1）已知：反應(yīng)②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1

CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-l，則△H1=___。

（2）在密閉容器中充入5 mol CO和4 mol NO，發(fā)生上述反應(yīng)①，圖1為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。

①溫度：T1____T2（填“<”或“>”）。

②若在D點(diǎn)對反應(yīng)容器升溫的同時(shí)擴(kuò)大體積使體系壓強(qiáng)減小，重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中A～G點(diǎn)中的____點(diǎn)。

（3）某研究小組探究催化劑對CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)測量逸出氣體中NO含量，從而確定尾氣脫氮率（脫氮率即NO的轉(zhuǎn)化率），結(jié)果如上圖2所示。若低于200℃，圖2中曲線中脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因?yàn)?/span>____；a點(diǎn) ___（填“是”或“不是”）對應(yīng)溫度下的平衡脫氮率，說明理由____。

Ⅱ．N2O是一種強(qiáng)溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研究N2O的分解對環(huán)境保護(hù)有重要意義。

（4）碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為：

第一步I2(g)2I(g)(快反應(yīng))

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應(yīng))

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反應(yīng))

實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k為速率常數(shù)）。

下列表述正確的是____。

A．N2O分解反應(yīng)中：k值與是否含碘蒸氣無關(guān)

B．第二步對總反應(yīng)速率起決定作用

C．第二步活化能比第三步小

D．IO為反應(yīng)的中間產(chǎn)物

Answer 1

【答案】-746.5kJ·mol-1 ＞ A 溫度較低時(shí)，催化劑的活性偏低 不是 因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)線Ⅱ可知，a點(diǎn)對應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高 BD

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行解答；（2）根據(jù)化學(xué)平衡移動原理和影響化學(xué)平衡移動的因素進(jìn)行解答。

I．已知②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1,CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-l，熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：③2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0kJ·mol-l，③-②得①：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1=-746.5kJ·mol-1；答案：-746.5kJ·mol-1。

（2）由①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1，升高溫度,平衡逆向移動,所以NO的體積分?jǐn)?shù)會增大,即T1>T2,因此，本題正確答案是:＞；

②若在D點(diǎn)對反應(yīng)容器升溫的同時(shí)擴(kuò)大體積使體系壓強(qiáng)減小,則平衡會逆向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)增加,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中A點(diǎn),答案：A。

（3）低于200，曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因?yàn)椋簻囟容^低時(shí)（低于200），催化劑的活性偏低，對化學(xué)反應(yīng)速率的影響小。a點(diǎn)不是對應(yīng)溫度下的平衡脫氮率，理由是：因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)曲線Ⅱ可知，a點(diǎn)對應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)高于450時(shí)，a點(diǎn)對應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高。答案：溫度較低時(shí)，催化劑的活性偏低；不是；因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)線Ⅱ可知，a點(diǎn)對應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高。

（4）A.碘蒸氣存在能大幅度是高N2O的分解速率，根據(jù)題中信息k為有碘蒸氣存在時(shí)的N2O分解速率的速率常數(shù)，若沒有碘存在，k就沒有意義了，因此k的取值與碘蒸氣有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.第二步反應(yīng)慢，所以對總反應(yīng)速率起決定作用，故B正確;C.第二步反應(yīng)比第三步反應(yīng)慢，說明第二步活化能大，故C不正確；D從總反應(yīng)2N2O(g)＝2N2(g)+O2(g)來看IO在反應(yīng)前沒有、反應(yīng)后也沒有,故其為反應(yīng)的中間產(chǎn)物,故D正確;答案BD。