Question

【題目】近年來(lái)霧霾天氣經(jīng)常肆虐北京、天津、河北等地區(qū)，其中汽車(chē)尾氣和燃煤是造成空氣污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理，對(duì)消除和防治環(huán)境污染有重要意義。

(1) 對(duì)于2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g) △H = 665 kJ/mol 的反應(yīng)分三步完成：

① 2NO(g) = N2O2(g) (快)

② N2O2(g) + H2(g) = N2O(g) + H2O(g) (慢)

③ ______________________________ (快)，請(qǐng)完成第③步的化學(xué)方程式。因此決定此總反應(yīng)速率的是第_____步的反應(yīng)。(填序號(hào))

(2) 已知：H2(g) + CO2(g) = H2O(g) + CO(g) △H = + 41 kJ/mol汽車(chē)尾氣的凈化原理主要是用催化劑把NO與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種對(duì)大氣無(wú)污染的氣體，試寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______________。

該反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡后，為了能加快反應(yīng)速率并讓反應(yīng)向正方向移動(dòng)，可采取的措施有：（__________）

A．適當(dāng)升高溫度 B．適當(dāng)降低溫度 C．壓縮體積增大壓強(qiáng) D．使用正催化劑

該反應(yīng)采取上述措施重新達(dá)到平衡后K值將______(填“增大”、“減小”和“不變”)

(3) 升高溫度能讓絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)加快反應(yīng)速率，但是研究發(fā)現(xiàn)2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) △H < 0 存在一些特殊現(xiàn)象。現(xiàn)有某化學(xué)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)速率常數(shù)k (代表反應(yīng)速率的一個(gè)常數(shù))的數(shù)值如下表：

T(K)	k	T(K)	k	T(K)	k
143	1.48 × 105	273	1.04 × 104	514	3.00 × 103
195	2.58 × 104	333	5.50 × 103	613	2.80 × 103
254	1.30 × 104	414	4.00 × 103	663	2.50 × 103

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)到v(正)~c(O2)的關(guān)系如圖所示，當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為_____點(diǎn)(填字母)，并解析原因：①__________，②__________。

Answer 1

【答案】 N2O(g) + H2(g) = N2(g) + H2O(g) ② 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) △H = 747 kJ/mol C 不變 b 升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，即是逆向移動(dòng)，c(O2)降低 升高溫度，反應(yīng)速率下降

【解析】（1）對(duì)于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)分三步完成，則第三步反應(yīng)由總反應(yīng)式減去反應(yīng)①、②得：③N2O(g) + H2(g) = N2(g) + H2O(g)；整體反應(yīng)速率由最慢的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程決定，因此決定此總反應(yīng)速率的是第②步的反應(yīng)；（2）用催化劑把NO與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種對(duì)大氣無(wú)污染的氣體氮?dú)夂投�氧化碳，反�?yīng)方程式為：2NO+ 2CO= N2+ 2CO2，已知④2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H4=-665kJ/mol ；⑤H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) △H5=-41kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，由④-⑤2得反應(yīng)2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)△H =△H4-△H52=-665kJ/mol -（+41kJ/mol）2= 747 kJ/mol；反應(yīng)2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)為正反應(yīng)為氣體體積縮小的放熱反應(yīng)， A.適當(dāng)升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，選項(xiàng)A不符合；B.適當(dāng)降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，選項(xiàng)B不符合；C.壓縮體積增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向氣體體積縮小的正方向移動(dòng)，選項(xiàng)C符合；D.使用正催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，選項(xiàng)D不符合。答案選C；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，K值不變；（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)到v(正)～c(O2)的關(guān)系如圖所示，當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí)。反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為b點(diǎn)，因?yàn)樯�高溫度，平衡向吸熱方向移�?dòng)，即是逆向移動(dòng)，c(O2)降低；升高溫度，K值減小，正反應(yīng)速率下降。