Question

【題目】為了有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物含量、使用清潔能源顯得尤為重要。

（1）已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) H = -905.48 kJ·mol-1

N2(g)＋O2(g)2NO(g) H = +180.50 kJ·mol-1

則4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)的H = 。

（2）某化學小組查閱資料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步：

第一步：2NO(g)N2O2(g) （快） H1<0 v1正=k1正c2(NO) ；v1逆=k1逆c(N2O2)

第二步：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g) （慢） H2< 0

v2正=k2正c(N2O2)c(O2)；v2逆=k2逆c2(NO2)

① 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應速率主要是由_______（填“第一步”或“第二步”）反應決定。

② 一定溫度下，反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài)，請寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數表達式K= ；升高溫度，K值 （填“增大”、“減 小”或“不變”）

（3）利用活性炭涂層排氣管處理NOx的反應為：xC(s)＋2NOx(g)N2(g)＋xCO2(g) △H <0；理論上，適當增加汽車排氣管（內壁為活性炭涂層）長度______（填“能”或“不能”）使NOx更加有效地轉化為無毒尾氣而排放，其原因是 。

（4）一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應： C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示，則800℃時，反應達平衡時CO2的轉化率為________（保留一位小數）。

（5）氫氣是一種重要的清潔能源，Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時，Mg2Cu與H2反應，生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質量分數為0.077）。Mg2Cu與H2反應的化學方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）-1807.98kJ·mol-1；

（2）①第二步；②，減小；

（3）能，增加排氣管長度，增大了NOx與活性炭涂層的接觸面積，能加快化學反應速率，使反應更充分；

（4）86.9%；（5）2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2。

【解析】

試題分析：（1）①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，②N2(g)＋O2(g)2NO(g)，①－5×②得出4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) △H=(－905.48－180.5×5)kJ·mol－1=－1807.98kJ·mol－1；（2）①反應慢的決定反應速率；②根據平衡常數的表達式，K=c2(NO2)/(NO2)/[c2(NO)×c(O2)]= ；正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，即K減��；（3）能，增加排氣管長度，增大了NOx與活性炭涂層的接觸面積，能加快化學反應速率，使反應更充分；

（4）C(s)＋CO2(g)2CO(g)

起始： a 0

變化： x 2x

平衡： a－x 2x，

因此有2x/(a－x＋2x)×100%=93%，解得a/x=0.93/1.07，即CO2的轉化率為86.9%；(5)Mg比銅活潑，因此得到氫化物是氫和鎂，根據物質的量之比：(1－0.077)/24：0.077/1≈1：2，化學式為MgH2，反應方程式為：2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2 。