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(qiáng)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)已知K1＞K1′，說明隨溫度升高，K減小，則反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，△H1＜0；K2＞K2′，說明隨溫度升高，K減小，則反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，△H2＜0；反應(yīng)I-反應(yīng)II×3得到反應(yīng)III，則△H3=△H1-3△H2，已知|△H1|=2|△H2|，所以△H3=△H1-3△H2=|△H2|＞0，即反應(yīng)III為吸熱反應(yīng)，故答案為：△H1-3△H2；吸熱；

(2)①已知4分鐘時氮氣為2.5mol，則消耗的NO為3mol，所以v(NO)= ==0.375molL-1min-1，故答案為：0.375molL-1min-1；

②A．單位時間內(nèi)H-O鍵斷裂表示逆速率，N-H鍵斷裂表示正速率，單位時間內(nèi)H-O鍵與N-H鍵斷裂的數(shù)目相等時，則消耗的NH3和消耗的水的物質(zhì)的量之比為4：6，則正逆速率之比等于4：6，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故A不選；B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，恒容絕熱的密閉容器中，反應(yīng)時溫度會升高，則K會減小，當(dāng)K值不變時，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故B不選；C．相同時間內(nèi)生成的氮氣的物質(zhì)的量越多，則反應(yīng)速率越快，活化能越低，所以該反應(yīng)的活化能大小順序是：Ea(A)＜Ea(B)＜Ea(C)，故C選；D．增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快，是因為增大了活化分子數(shù)，而活化分子百分?jǐn)?shù)不變，故D選；故答案為：CD；

(3)因為a極為負(fù)極，則溶液中的陰離子向負(fù)極移動，負(fù)極是氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)變成氮氣，且OH-向a極移動參與反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故答案為：a；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。