Question

（15分)用NH₃催化还原N_xO_y可以消除氮氧化物的污染。

已知：反应I：4NH₃（g)+6NO（g) 5N₂（g)＋6H₂O（l)    △H₁

反应II：2NO（g)+O₂（g) 2NO₂（g)            △H₂ （且|△H₁| ＝2|△H₂|）

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

反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表

温度/K	反应I	反应II	已知： K2＞K1＞K2′＞K1′
298	K1	K2
398	K1′	K2′

（1）推测反应III是    反应（填“吸热”或“放热”）

（2）相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N₂的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）=    。

②下列说法正确的是    。

A．该反应的活化能大小顺序是：E_a（A)>E_a（B)>E_a（C)

B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

C．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡

D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

（3）一定条件下，反应II达到平衡时体系中n（NO) ∶n（O₂)∶n（NO₂)＝2∶1∶2。在其它条件不变时，再充入NO₂气体，分析NO₂体积分数——φ（NO₂)的变化情况：（填“变大”、“变小”或“不变”）恒温恒压容器，φ（NO₂)    ；恒温恒容容器，φ（NO₂)    。

（4）一定温度下，反应III在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3 L，c（N₂)与反应时间t变化曲线X如下图所示，若在t₁时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：

①变为曲线Y改变的条件是    。变为曲线Z改变的条件是    。

②若t₂降低温度，t₃达到平衡，请在上图中画出曲线X在t₂- t₄内 c（N₂)的变化曲线。

Answer

（1）吸热（２分）

（2）①0.375mol·L-1min-1（2分） ② C D（2分）

（3）不变（2分） 变大（2分）

（4）①加入催化剂（1分）；

将容器的体积快速压缩至2L（2分，只写出加压或缩小容器体积得1分）

②图像（2分）

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律可知：△H3=△H1-3△H2，又因为|△H1| ＝2|△H2|，又由表中不同温度下的K值可知K2＞K1＞K2′＞K1′，故反应Ⅰ、Ⅱ 温度升高平衡逆向移动，故△H1<△H2<0，故△H3=△H1-3△H2=-△H2>0，故反应Ⅲ为吸热反应；

（2）由图中图象可知①0～4分钟在A催化剂作用下， 反应速率v（NO）=2.5mol÷2L÷4min=0.375mol·L-1min-1；②由图象可知催化效果越好故活化能越低，故该反应的活化能大小顺序是：Ea（A)