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)

反應②：2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ( < 0且＝2 )

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

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1.5mol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//(Lmin) C D 不是 0.8mol 0.5mol

【解析】（1）由蓋斯定律可知： H3=H1-3H2，又因為|H1|=2|H2|，又由表中不同溫度下的K值可知K2>K1>>，故反應①、②溫度升高平衡逆向移動，故H1<H2<0，故H3=H1-3H2=-H2>0，則反應③為吸熱反應；（2）①由圖中圖象可知0～4min在A催化劑作用下，反應速率v(NO)= =0.375mol/(Lmin)；②A、由圖象可知催化效果越好故活化能越低，故該反應的活化能大小順序是：Ea（A）<Ea(B) <Ea(C)，選項A錯誤；B、增大壓強能使單位體積內的活化分子數目增多，則有效碰撞次數增多，反應速率加快，但分子本身能量與該反應的活化能均不變，故活化分子百分數不變，選項B錯誤；C、單位時間內H-O鍵與N-H鍵斷裂的數目相等時，說明該反應正逆反應速率相同，反應已達到平衡，選項C正確；D、該反應為放熱反應，則若在恒容絕熱的密閉容器中發生反應，當K值不變時，說明反應體系溫度不再發生變化，故反應已經達到平衡，選項D正確。答案選CD；

（3） 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)

開始時的濃度（mol/L） 1 1 0

改變的濃度（mol/L） 0.8 0.4 0.8

某時刻的濃度（mol/L） 0.2 0.6 0.8

Q==26.67 <K=147.3，則該反應還沒有達到平衡狀態；反應為2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)氣體體積變化的反應，根據恒溫恒容等效平衡原理，反應物極限轉化為同一邊的物質的物質的量相同時，達到平衡時等效，則達平衡后，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1.5mol的O2，則還要加入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。