Question

【題目】含氮化合物對環境、生產和人類生命活動等具有很大的影響。請按要求回答下列問題：

（1）利用某分子篩作催化劑，NH3可脫除工廠廢氣中的NO、NO2，反應機理如圖所示。A包含的物質為H2O和___(填化學式)。

（2）研究氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應：

①2NO2(g)+NaCl(g)=NaNO3(g)+ClNO(g) ΔH1<0

②2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g) ΔH2<0

則4NO2(g)+2NaCl(g)=2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)的ΔH=___(用ΔH1和ΔH2表示)。

若反應①在絕熱密閉容器中進行，實驗測得NO2(g)的轉化率隨時間的變化示意圖如圖所示，NO2(g)的轉化率α(NO2)在t3-t4時間降低的原因是___。

（3）工業上利用氨氣生產氫氰酸(HCN)的反應為CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g) ΔH>0。在一定溫度下，向2L密閉容器中加入nmolCH4和2molNH3平衡時NH3體積分數隨n變化的關系如圖所示。

a點時，CH4的轉化率為___%；平衡常數：K(a)___K(b)(填“>”“=”或“<”)。

（4）肌肉中的肌紅蛋白(Mb)與O2結合生成MbO2，其反應原理可表示為Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)，該反應的平衡常數可表示為K=，在一定條件下達到平衡時，測得肌紅蛋白的結合度(α)[α=×100%]與p(O2)的關系如圖所示。研究表明正反應速率V正=k正·c(Mb)·p(O2)，逆反應速率V逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分別表示正反應和逆反應的速率常數)。

①試寫出平衡常數K與速率常數k正、k逆的關系式：K=___(用含有k正、k逆的式子表示)。

②試求出圖中c(4.50，90)點時，上述反應的平衡常數K=___kPa-1。已知k逆=60s-1，則速率常數k正=___s·kPa-1。

Answer 1

【答案】N2 2ΔH1-ΔH2 因反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器，隨著反應正向進行，體系的溫度升高，t3-t4時間段溫度升高使平衡逆向移動，轉化率降低 25 = 2 120

【解析】

(1)由圖示可得到方程[(NH4)2(NO2)]2++NO===[(NH4)(HNO2)]++A+H+，根據化學反應前后原子種類和數目不變可知，A為H2O和N2，故答案為：N2；

(2)根據蓋斯定律，由反應①×2-②可得4NO2(g)+2NaCl(g)=2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)，則ΔH=2ΔH1-ΔH2，因反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器，隨著反應正向進行，體系的溫度升高，t3-t4時間段溫度升高使平衡逆向移動，NO2的轉化率降低，故答案為：2ΔH1-ΔH2；因反應為放熱反應且反應容器為絕熱容器，隨著反應正向進行，體系的溫度升高，t3-t4時間段溫度升高使平衡逆向移動，轉化率降低；

(3)a點時，n(CH4)=2mol，平衡時NH3的體積分數為30%，設轉化的CH4的物質的量為x，列三段式有：

則有，解得x=0.5，則CH4的轉化率為，由于a點和b點的溫度相同，所以K(a)=K(b)，故答案為：25%；=；

(4)①已知正反應速率v正=k正·c(Mb)·P(O2)，逆反應速率v逆=k逆·c(MbO2)，平衡時，v正=v逆，則k正·c(Mb)·P(O2)= k逆·c(MbO2)，即，故答案為：；

②由圖可知，c點時，P(O2)=4.5kPa，，則生成的c(MbO2)=0.9c(Mb)初始，平衡時c(Mb)=0.1 c(Mb)初始，則，已知K逆=60s-1，又，則速率常數k正=120s-1·kPa-1，故答案為：2；120。