Question

【題目】過量排放含氮物質會污染大氣或水體，研究氮及其化合物的性質及轉化，對降低含氮物質的污染有著重大的意義。

(1)合成氨反應。

已知，氨的分解反應：2NH3(g) N2(g)+3H2 (g)，活化能Ea=600kJmol-1，合成氨有關化學鍵的鍵能如下表：

化學鍵	H—H	N≡N	N—H
E/kJmol-1	436	946	391

則合成氨反應：N2(g)+H2(g)NH3(g)的活化能Ea=________。

(2)已知2NO+O2=2NO2反應歷程分兩步

	方程式	活化能	焓變
總反應	2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)		△H<0
第一步(快速平衡)	2NO(g)N2O2(g)	Ea1	△H1
第二步(慢反應)	N2O2(g) +O2(g)=2NO2(g)	Ea2	△H2

①平衡常數(shù)K可用氣體分壓來表示，即K的表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質的量分數(shù)(例如：)，某一時刻第一步達到平衡，寫出第一步反應的平衡常數(shù)________(用和各氣體的物質的分數(shù)來表示)。

②用NO表示總反應的速率方程為；NO2表示的總反應速率方程為，與是速率常數(shù)，則________。

③下列關于反應2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的說法正確的是________。

A． B．增大壓強，反應速率常數(shù)增大 C．溫度升高，正逆反應速率都增大 D．總反應快慢由第二步?jīng)Q定

(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術。

①用活化后的V2O5作催化劑，氨氣將NO還原成N2的一種反應歷程如圖1所示，請寫出圖1中所示的總反應方程式_______，該反應的含氮氣體組分隨溫度變化如圖2所示，當溫度大于600K時，可能發(fā)生副反應的化學方程式_________。

②在有催化劑的作用下，經(jīng)過相同時間，測得脫氮率隨反應溫度的變化情況如下圖所示，其他條件相同時，請在圖中補充在無催化劑作用下脫氮率隨溫度變化的曲線______________。

(4)電解法處理氮氧化合物是目前大氣污染治理的一個新思路，原理是將NOx在電解池中分解成無污染的N2和O2除去，如下圖示，兩電極間是新型固體氧化物陶瓷，在一定條件下可自由傳導O2-，電解池陰極反應為_________。

Answer 1

【答案】254kJmol-1 1 CD 或

【解析】

(1)△H＝反應物總鍵能生成物總鍵能，可以算出反應熱，焓變等于正逆反應的活化能之差，且物質的量與能量成正比；

(2)①K=；

②平衡時，根據(jù)反應速率與計量系數(shù)成正比，v(NO)＝v(NO2)，代入計算即可；

③A、總反應的活化能由決速步驟決定，即由慢反應決定；

B、平衡常數(shù)只與溫度有關；

C、結合溫度對已發(fā)生了的影響判斷；

D、總反應快慢由活化能大的決定，活化能越大，反應速率越慢。

(3)①根據(jù)圖示1可知NH3、NO、O2反應生成N2和H2O，據(jù)此書寫方程式；根據(jù)圖2，發(fā)生副反應產(chǎn)生NO，據(jù)此書寫方程式；

②催化劑可加快反應速率，縮短反應時間，平衡不移動，相同時間內，沒有催化劑時單位時間內脫氮率將下降，反應后半段與原圖象重合；

(4)由題意可知NOx經(jīng)電解形成N2，電極反應式需要結合電子轉移、電荷守恒。

(1)△H＝反應物總鍵能生成物總鍵能，△H＝×(N≡N)＋×(HH)3×(NH)＝×946kJ/mol＋×436kJ/mol3×391kJ/mol＝46kJ/mol，△H＝正反應活化能逆反應活化能，則46＝Ea×600，Ea＝254kJ/mol，故答案為：254kJ/mol；

(2)①根據(jù)平衡常數(shù)KP＝＝，故答案為：；

②平衡時，根據(jù)反應速率與計量系數(shù)成正比，v(NO)＝v(NO2)，即k1c(NO)c(O2)＝k2c(NO)c(O2)，則k1＝k2，＝1，故答案為：1；

③A、總反應的活化能由決速步驟決定，即由慢反應決定，故A錯誤；

B、平衡常數(shù)只與溫度有關，故B錯誤；

C、溫度升高，正逆反應速率都增大，故C正確；

D、總反應快慢由慢反應決定，故D正確；

故答案為：CD；

(3)①根據(jù)圖示1可知NH3、NO、O2反應生成N2和H2O，方程式為：4NH3＋4NO＋O2＝4N2＋6H2O；根據(jù)圖2，發(fā)生副反應產(chǎn)生NO，方程式為：4NH3＋5O2＝4NO＋6H2O(或N2＋O2＝2NO)，故答案為：4NH3＋4NO＋O2＝4N2＋6H2O；4NH3＋5O2＝4NO＋6H2O(或N2＋O2＝2NO)；

②催化劑可加快反應速率，縮短反應時間，平衡不移動。相同時間內，沒有催化劑時單位時間內脫氮率將下降，由此作圖：，故答案為：；

(4)由題意可知NOx經(jīng)電解形成N2，結合電子轉移、電荷守恒，陰極反應為：，故答案為：。