Question

【題目】用NH3催化還原NxOy可以消除氮氧化物的污染。

已知：反應(yīng)I：4NH3（g）＋6NO（g）5N2（g）＋6H2O（l） ΔH1

反應(yīng)II：2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH2（且|ΔH1|＝2|ΔH2|）

反應(yīng)III：4NH3（g）＋6NO2（g）5N2（g）＋3O2（g）＋6H2O（l） ΔH3

反應(yīng)I和反應(yīng)II在不同溫度時的平衡常數(shù)及其大小關(guān)系如下表

溫度/K	反應(yīng)I	反應(yīng)II	已知： K2＞K1＞K2′＞K1′
298	K1	K2
398	K1′	K2′

（1）ΔH3＝_________（用ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示）；推測反應(yīng)III是________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。

（2）相同條件下，反應(yīng)I在2 L密閉容器內(nèi)，選用不同的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生N2的量隨時間變化如圖所示。

①計算0～4分鐘在A催化劑作用下，反應(yīng)速率v（NO）＝______________。

②下列說法不正確的是__________。

A．單位時間內(nèi)H－O鍵與N－H鍵斷裂的數(shù)目相等時，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡

B．若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)K值不變時，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡

C．該反應(yīng)的活化能大小順序是：Ea（A）>Ea（B）>Ea（C）

D．增大壓強能使反應(yīng)速率加快，是因為增加了活化分子百分?jǐn)?shù)

（3）電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如右。溶液中OH向電極___________移動（填a或b），負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________。

Answer 1

【答案】（1）ΔH1－3ΔH 2；吸熱；

（2）①0.375 mol·L－1·min－1；②CD；

（3）a；2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O。

【解析】

試題分析：（1）①4NH3（g）＋6NO（g）5N2（g）＋6H2O（l） ，②2NO（g）＋O2（g）2NO2（g），①－3×②得出：：4NH3（g）＋6NO2（g）5N2（g）＋3O2（g）＋6H2O（l） △H3=△H1－3△H2，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，反應(yīng)I，隨著溫度的升高，化學(xué)平衡常數(shù)降低，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，△H1<0，反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)，△H2<0，|ΔH1|＝2|ΔH2|，推出△H1－3△H2>0，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；（2）①根據(jù)反應(yīng)速率的定義，v（N2）=2.5/（4×2）mol/（L·min）=0.3125 mol/（L·min），根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，即v（NO）=6×v（N2）/5=0.375mol/（L·min）；②不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率表示達(dá)到平衡，需要反應(yīng)方向一正一逆，且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，斷裂H－O鍵，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，斷裂N－H鍵反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，1molNH3中有3molN－H，1molH2O中2molH－O鍵，根據(jù)化學(xué)計量數(shù)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故錯誤；B、此反應(yīng)是絕熱反應(yīng)，溫度改變，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，當(dāng)溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，因此當(dāng)化學(xué)平衡常數(shù)不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故錯誤；C、使用催化劑，降低活化分子的活化能，催化劑的催化效果越好，活化能越低，根據(jù)圖像，推出活化能大小是E（A）<E（B）<E（C），故正確；D、增大壓強，增大單位體積內(nèi)活化分子的個數(shù)，故正確；（3）通氨氣一極為負(fù)極，通氧氣一極為正極，根據(jù)原電池的工作原理，陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動，因此OH－向a極移動，根據(jù)電池工作原理，負(fù)極電極反應(yīng)式為：2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O。