Question

NO、NO₂是大气污染物，但只要合理利用，NO、NO₂也是重要的资源。回答下列问题：

（1）氨的合成。已知：N₂和H₂生成NH₃的反应为：N₂(g)+H₂(g)NH₃(g)   ΔH=-46.2kJ·mol^-1

在Fe催化剂作用下的反应历程为（※表示吸附态）：

化学吸附：N₂(g)→2N^※；H²(g)2H^※；

表面反应：N^※+H^※NH^※；NH^※+H^※NH₂^※；NH₂^※+H^※NH₃^※；

脱附：NH₃^※NH₃(g)

其中N₂的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。则利于提高合成氨平衡产率的条件有（________）

A．低温     B．高温     C．低压     D．高压    E．催化剂

（2）NH₃还原法可将NO还原为N₂进行脱除。已知：

①4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g)    ΔH₁=-1530kJ·mol^-1

②N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)    ΔH₂=+180kJ·mol^-1

写出NH₃还原NO的热化学方程式__。

（3）亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl₂充入一密闭容器中，发生反应：2NO(g)+Cl₂(g)2ClNO(g)   △H＜0。平衡后，改变外界条件X，测得NO的转化率α(NO)随X的变化如图所示，则条件X可能是__(填字母代号)。

a.温度    b.压强    c.    d.与催化剂的接触面积

（4）在密闭容器中充入4molCO和5molNO发生反应2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)   △H=-746.5kJ•mol^-1，如图甲为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。

①温度T₁__T₂（填“＞”或“＜”）。

②若反应在D点达到平衡，此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小，则重新达到平衡时，D点应向图中A～G点中的__点移动。

③探究催化剂对CO、NO转化的影响。某研究小组将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图乙所示。温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为__；a点__(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由__。

Answer

AD 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2070kJ·mol-1 ac > A 温度较低时，催化剂的活性偏低 不是 因为反应是放热反应，根据线Ⅱ可知，a点对应温度的平衡脱氮率应该更高

【解析】

根据合成氨的热化学方程式可知该反应为放热反应和气体分子数减少的反应。2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0，该反应为放热反应和气体分子数减少的反应，由图可知改变外界条件X后，NO的转化率α(NO)减小。根据2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ•mol-1可知，该反应为放热反应。

（1）合成氨反应为放热反应，气体分子数减少的反应。

A. 低温有利于平衡正向移动，提高氨气产率，A正确；

B．高温平衡逆向移动，氨气的产率降低，B错误；

C．低压平衡逆向移动，不利于提高氨气产率，C错误；

D．高压平衡正向移动，有利于提高氨气产率，D正确；

E．催化剂仅改变反应速率，不改变化学平衡，不能提高产率，E错误；

答案选AD。

（2）NH3还原法将NO还原为N2进行脱除，写出化学反应方程式：4NH3+6NO=5N2+6H2O根据①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1530kJ·mol-1②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1求ΔH，ΔH=ΔH1-3×ΔH2=（-1530-3×180）kJ·mol-1=-2070kJ·mol-1

故热化学方程式为：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2070kJ·mol-1 。

（3）根据热化学方程式可知，该反应为放热反应，也是气体分子数减少的反应。由图可知改变外界条件X后，NO的转化率α(NO)减小，说明平衡逆向移动。

a．升高温度，平衡逆向移动，符合图象，a正确；

b．增大压强，平衡正向移动，不符合图象，b错误；

c．增大的值，相当于增加了NO的浓度，平衡虽正向移动但α(NO)减小，c正确；

d．增大与催化剂的接触面积，只加快反应速率，不影响平和，d错误；

答案选ac。

（4）反应为放热反应，图甲为平衡时NO的体积分数随温度、压强改变的变化趋势。

①当压强一定时（确定横坐标为定值），T1温度下平衡时NO的体积分数比T2大，温度升高，钙平衡向逆向移动，平衡时NO的体积分数增大，故T1＞T2。在密闭容器中充入4molCO和5molNO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ•mol-1，如图甲为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。

②对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小，平衡逆向移动，则重新达到平衡时，NO的体积分数增大，故D点应向图中的A点移动。

③温度较低时，催化剂的活性较低，故温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大。催化剂不改变转化率，且反应为放热反应，根据线Ⅱ可知，a点对应温度的平衡脱氮率应该更高，故a点不是对应温度下的平衡脱氮率。