Question

6．I．用NH₃催化還原N_xO_y可以消除氮氧化物的污染．
已知：反應(yīng)①：4NH₃（g）+6NO（g）?5N₂（g）+6H₂O（l）△H₁
反應(yīng)②：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂ （且|△H₁|=2|△H₂|）
反應(yīng)③：4NH₃（g）+6NO₂（g）?5N₂（g）+3O₂（g）+6H₂O（l）△H₃
反應(yīng)①和反應(yīng)②在不同溫度時(shí)的平衡常數(shù)及其大小關(guān)系如表

溫度/K	反應(yīng)①	反應(yīng)②	已知： K2＞K1＞K2′＞K1′
298	K1	K2
398	K1′	K2′

（1）推測(cè)反應(yīng)③是吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）
（2）相同條件下，反應(yīng)①在2L密閉容器內(nèi)，選用不同催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生N₂的量隨時(shí)間變化如圖所示．
①計(jì)算0～4分鐘在A催化劑作用下，反應(yīng)速率v（NO）=0.375mol•L^-1•min^-1．
②下列說法正確的是CD．
A．該反應(yīng)的活化能大小順序是：E_a（A）＞E_a（B）＞E_a（C）
B．增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快，是因?yàn)樵黾踊罨�分子百分�(jǐn)?shù)
C．單位時(shí)間內(nèi)H-O鍵與N-H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí)，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
D．若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)溫度不變時(shí)，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡．

Answer 1

分析 （1）已知K₁＞K₁′，說明隨溫度升高，K減小，則反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，△H₁＜0；K₂＞K₂′，說明隨溫度升高，K減小，則反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，△H₂＜0；反應(yīng)I-反應(yīng)II×3得到反應(yīng)III，則△H₃=△H₁-3△H₂，據(jù)此分析；
（2）①已知4分鐘時(shí)氮?dú)鉃?.5mol，則消耗的NO為3mol，根據(jù)v（NO）=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②A．相同時(shí)間內(nèi)生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量越多，則反應(yīng)速率越快，活化能越低；
B．改變壓強(qiáng)，活化分子百分?jǐn)?shù)不變；
C．單位時(shí)間內(nèi)H-O鍵斷裂表示逆速率，N-H鍵斷裂表示正速率，正逆速率相同則反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡；
D．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，恒容絕熱的密閉容器中，反應(yīng)時(shí)溫度會(huì)升高，則K會(huì)減小；

解答 解：（1）已知K₁＞K₁′，說明隨溫度升高，K減小，則反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，△H₁＜0；K₂＞K₂′，說明隨溫度升高，K減小，則反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，△H₂＜0；反應(yīng)I-反應(yīng)II×3得到反應(yīng)III，則△H₃=△H₁-3△H₂，已知|△H₁|=2|△H₂|，所以△H₃=△H₁-3△H₂=|△H₂|＞0，即反應(yīng)III為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；
（2）①已知4分鐘時(shí)氮?dú)鉃?.5mol，則消耗的NO為3mol，所以v（NO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{3mol}{2L}}{4min}$=0.375mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.375mol•L^-1•min^-1；
②A．相同時(shí)間內(nèi)生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量越多，則反應(yīng)速率越快，活化能越低，所以該反應(yīng)的活化能大小順序是：E_a（A）＜E_a（B）＜E_a（C），故A錯(cuò)誤；
B．增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快，是因?yàn)樵龃罅嘶罨�分子�?shù)，而活化分子百分?jǐn)?shù)不變，故B錯(cuò)誤；
C．單位時(shí)間內(nèi)H-O鍵斷裂表示逆速率，N-H鍵斷裂表示正速率，單位時(shí)間內(nèi)H-O鍵與N-H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí)，則消耗的NH₃和消耗的水的物質(zhì)的量之比為4：6，則正逆速率之比等于4：6，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故C正確；
D．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，恒容絕熱的密閉容器中，反應(yīng)時(shí)溫度會(huì)升高，當(dāng)溫度不變時(shí)，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，故D正確；
故答案為：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析判斷、如何方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．