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(dòng)，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) ΔH1。

(1)已知：反應(yīng)②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH2= +180.5 kJ·mol-1，CO的燃燒熱為283.0 kJ·mol-1，則ΔH1=____。

(2)在密閉容器中充入5molCO和4molNO，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(duì)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(duì)CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。將NO和CO以一定的流速通過(guò)兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)測(cè)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)果如圖2所示。若低于200℃，圖2中曲線Ⅰ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(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率，說(shuō)明其理由______。

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(duì)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．I2濃度與N2O分解速無(wú)關(guān) B．第二步對(duì)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 ＞ A 溫度較低時(shí)，催化劑的活性偏低 不是 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)線II可知，a點(diǎn)對(duì)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高 BD

【解析】

(1)CO燃燒熱的△H1=-283.0kJmol-l，熱化學(xué)方程式為：①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJmol-l，再根據(jù)蓋斯定律分析計(jì)算；

(2)根據(jù)(1)的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合溫度和壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響分析判斷；

(3)催化劑在低溫下活性不大；根據(jù)圖像可知a點(diǎn)不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率；

(4)根據(jù)反應(yīng)歷程結(jié)合速率方程分析判斷。

(1)CO燃燒熱的△H1=-283.0kJmol-l，熱化學(xué)方程式為：①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJmol-l，②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H2=+180.5kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，將①×2-②得：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol，故答案為：-746.5kJ/mol；

(2)①根據(jù)反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmol-1，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，所以NO的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大，即T1＞T2，故答案為：＞；

②若在D點(diǎn)對(duì)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(huì)逆向移動(dòng)，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)，故答案為：A。

(3)根據(jù)圖像可知，溫度較低時(shí)，催化劑的活性偏低，因此溫度低于200℃，曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高變化不大；a點(diǎn)不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率，因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)線II可知，a點(diǎn)對(duì)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高，故答案為：溫度較低時(shí)，催化劑的活性偏低；不是；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)線II可知，a點(diǎn)對(duì)溫度的平衡脫氮率應(yīng)該更高；

(4)A．N2O分解反應(yīng)中，實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O分解速率方程v=kc(N2O)[c(I2)]0.5(k為速率常數(shù))，和碘蒸氣有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應(yīng))，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中起到?jīng)Q定性作用，故B正確；C．第二步反應(yīng)慢說(shuō)明活化能比第三步大，故C錯(cuò)誤；D．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)+H(g)(快反應(yīng))，過(guò)程中IO為反應(yīng)的中間產(chǎn)物，故D正確；故答案為：BD。