Question

【題目】用NH3催化還原氮的氧化物，可以消除氮的氧化物的污染。已知：

反應①：4NH3（g）+ 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(l) △H1

反應②：2NO(g) + O2(g)2NO2(g) △H2（△H2＜0且）

反應③：4NH3(g) + 6NO2(g)5N2(g)+ 3O2 + 6H2O(l) △H3

反應①和反應②在不同溫度時的平衡常數及其大小關心如下表：

（1）試推測反應③是______ 反應（填“吸熱”或“放熱”）

（2）相同條件下反應①在2L的密閉容器中選用不同的催化劑，反應產生N2的物質的量隨時間的變化如圖所示。

則：

①計算0～4min時在A催化劑作用下，反應速率v(NO)=__________。

②下列說法正確的是：__________________。

A.該反應的活化能大小順序是：Ea（A）＞Ea(B) ＞Ea(C)

B.增大壓強能使反應速率加快的原因，是因為增加活化分子的百分數

C.單位時間內H-O鍵與N-H斷裂的數目相等時，說明反應已達平衡狀態

D.若在恒容絕熱的密閉容器中進行，當溫度不變時，說明反應已達平衡狀態

（3）對于反應②，若在某溫度下，在容積為2L的剛性密閉容器中起始加入2 molNO和2 molO2，反應一段時間后，測的生成NO21.6mol,則該反應是否達到平衡狀態？_______（填“是”或“不是”。已知該溫度下該反應的K約為147.3）。達平衡后，在同一溫度下向大小相同的另一剛性容器中加入1.2mol的NO2和0.9mol的O2，則還要加入NO______mol、O2_____mol，達平衡時各物質的濃度才能跟前平衡的相等。

Answer 1

【答案】 吸熱 v(NO)＝0.375mol/L CD 不是 0.8mol 0.5mol

【解析】（1）根據表中數據可知升高溫度反應①、②的平衡常數均減小，這說明二者均是放熱反應。根據蓋斯定律可知①－②×3即得到反應③的△H3＝△H1－3△H2，由于△H2＜0且），所以△H3＝△H1－3△H2＞0，因此反應③是吸熱反應；（2）①0～4min時在A催化劑作用下此時生成氮氣是2.5mol，所以消耗NO是2.5mol×6/5＝3.0mol，濃度是1.5mol/L，反應速率v(NO)=1.5mol/L÷4min＝0.375mol/L。②A.曲線斜率越大，反應速率越大，活化能越小，則該反應的活化能大小順序是：Ea（A）＜Ea(B) ＜Ea(C)，A錯誤；B.增大壓強能使反應速率加快的原因，是因為增加了單位體積內活化分子的百分數，活化分子的百分數不變，B錯誤；C.根據方程式可知單位時間內H-O鍵與N-H斷裂的數目相等時，說明正逆反應速率相等，反應已達平衡狀態，C正確；D.若在恒容絕熱的密閉容器中進行，當溫度不變時，說明正逆反應速率相等，反應已達平衡狀態，D正確，答案選CD；（3）對于反應②，若在某溫度下，在容積為2L的剛性密閉容器中起始加入2 molNO和2 molO2，反應一段時間后，測的生成NO21.6mol，則根據方程式可知消耗NO和氧氣分別是1.6mol、0.8mol，剩余NO和氧氣分別是0.4mol、1.2mol，此時NO、氧氣、二氧化氮的濃度分別是（mol/L）0.2、0.6、0.8，濃度熵為，所以該反應沒有達到平衡狀態。達平衡后，在同一溫度下向大小相同的另一剛性容器中加入1.2mol的NO2和0.9mol的O2，則相當于是1.2molNO和1.5mol氧氣，所以根據等效平衡可知還要加入NO為2mol－1.2mol＝0.8mol、O2為2mol－1.5mol＝0.5mol，達平衡時各物質的濃度才能跟前平衡的相等。