Question

【題目】近年來霧霾天氣經常肆虐北京、天津、河北等地區，其中汽車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機理，對消除和防治環境污染有重要意義。

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

① 2NO(g) = N2O2(g) (快)

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

③ ______________________________ (快)，請完成第③步的化學方程式。因此決定此總反應速率的是第_____步的反應。(填序號)

(2) 已知：H2(g) + CO2(g) = H2O(g) + CO(g) △H = + 41 kJ/mol汽車尾氣的凈化原理主要是用催化劑把NO與CO反應轉化為兩種對大氣無污染的氣體，試寫出該反應的熱化學方程式：______________。

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

A．適當升高溫度 B．適當降低溫度 C．壓縮體積增大壓強 D．使用正催化劑

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

(3) 升高溫度能讓絕大多數的化學反應加快反應速率，但是研究發現2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) △H < 0 存在一些特殊現象。現有某化學小組通過實驗測得不同溫度下該反應速率常數k (代表反應速率的一個常數)的數值如下表：

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

由實驗數據測到v(正)~c(O2)的關系如圖所示，當x點升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，則變為相應的點為_____點(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，即是逆向移動，c(O2)降低 升高溫度，反應速率下降

【解析】（1）對于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)分三步完成，則第三步反應由總反應式減去反應①、②得：③N2O(g) + H2(g) = N2(g) + H2O(g)；整體反應速率由最慢的化學反應過程決定，因此決定此總反應速率的是第②步的反應；（2）用催化劑把NO與CO反應轉化為兩種對大氣無污染的氣體氮氣和二氧化碳，反應方程式為：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，根據蓋斯定律，由④-⑤2得反應2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)△H =△H4-△H52=-665kJ/mol -（+41kJ/mol）2= 747 kJ/mol；反應2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)為正反應為氣體體積縮小的放熱反應， A.適當升高溫度，化學反應速率增大，平衡向逆反應方向移動，選項A不符合；B.適當降低溫度，化學反應速率減小，平衡正向移動，選項B不符合；C.壓縮體積增大壓強，化學反應速率增大，平衡向氣體體積縮小的正方向移動，選項C符合；D.使用正催化劑，化學反應速率增大，但平衡不移動，選項D不符合。答案選C；化學平衡常數只與溫度有關，溫度不變，K值不變；（3）由實驗數據測到v(正)～c(O2)的關系如圖所示，當x點升高到某一溫度時。反應重新達到平衡，則變為相應的點為b點，因為升高溫度，平衡向吸熱方向移動，即是逆向移動，c(O2)降低；升高溫度，K值減小，正反應速率下降。