Question

【題目】（1）科學(xué)家尋找高效催化劑，通過如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)大氣污染物轉(zhuǎn)化：

2CO(g) +2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H1

已知：CO的燃燒熱△H2=-283kJ/moL

N2(g) +O2(g) =2NO(g)幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	N≡N鍵	O=O鍵	NO中氮?dú)滏I
鍵能(kJ/mol)	945	498	630

求△H1__________________。

（2）NH3作為一種重要化工原料，被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國(guó)家863計(jì)劃，在恒溫恒容裝置中充入一定量的NH3和O2，在某催化劑的作用下進(jìn)行下述反應(yīng)I，測(cè)得不同時(shí)間的NH3和O2的濃度如下表：

時(shí)間（min）	0	5	10	15	20	25
C(NH3)/mol·L-1	1.00	0.36	0.12	0.08	0. 0072	0.0072
C(O2)/mol·L-1	2.00	1.20	0.90	0.85	0.84	0.84

則下列有關(guān)敘述中正確的是______________

A.使用催化劑時(shí)，可降低該反應(yīng)的活化能，加快其反應(yīng)速率

B. 若測(cè)得容器內(nèi)4v正(NH3)=6v逆(H2O)時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡

C.當(dāng)容器內(nèi)=1時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡

D.前10分鐘內(nèi)的平均速率v（NO）=0.088mol·L-1·min-1

<>（3）氨催化氧化時(shí)會(huì)發(fā)生下述兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)I、II。催化劑常具有較強(qiáng)的選擇性，即專一性。

已知：反應(yīng)I 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g) +6H2O(g)

反應(yīng) II：4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g)

為分析某催化劑對(duì)該反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充入1 mol NH3和2mol O2，測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如圖：

①該催化劑在高溫時(shí)選擇反應(yīng)____________ (填“ I ”或“ II”）。

② 520℃時(shí)，4NH3(g)+3O24N2(g) +6H2O(g)的平衡常數(shù)K=________________ (不要求得出計(jì)算結(jié)果，只需列出數(shù)字計(jì)算式）。

③由圖像可判斷，反應(yīng)I正反應(yīng)△H_______________ 0（填“>”、“<”，或“=”）

④C點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少的主要原因_________________________。

（4）羥胺（NH2OH）的電子式_____________，羥胺是一種還原劑，可用作顯像劑還原溴化銀生成銀單質(zhì)和氮?dú)�，該反�?yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。

現(xiàn)用25.00mL0.049mol/L的羥胺的酸性溶液跟足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng)，生成的Fe2+恰好與24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用，則在上述反應(yīng)中，羥胺的氧化產(chǎn)物是_____。

Answer 1

【答案】 -749KJ/mol AD 1 ＜ 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度升高，平衡向左（逆反應(yīng)）移動(dòng) 2NH2OH+2AgBr====N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O N2O

【解析】（1）焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，則反應(yīng)①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H3=945kJ/mol+498kJ/mol-630kJ/mol×2=+183 kJmoL-1，CO的燃燒熱△H2=-283kJmoL-1，即2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol ②，②-①得到2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），所以2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g），△H1=-566kJ/mol-183 kJ/moL=-749kJ/moL。（2）A．加入催化劑，改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，增加了活化分子百分?jǐn)?shù)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，A正確；B．對(duì)于反應(yīng)4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），應(yīng)是 6v 正（NH3）=4v 逆（H2O）時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，與 n(NO)/n(NH3)=1 無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；D.前10分鐘內(nèi)消耗氨氣是0.88mol/L，根據(jù)方程式可知生成NO是0.88mol/L，平均速率v（NO）=0.88mol/L÷10min＝0.088mol·L-1·min-1，D正確，答案選AD；（3）①由圖可知，該催化劑在高溫時(shí)，生成的NO物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于氮?dú)獾�，故該催化劑在高溫下選擇反應(yīng)I；②在 1L 密閉容器中充入 1mol NH3和 2mol O2，520℃平衡時(shí)n（NO）=n（N2）=0.2mol，則：

4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）

變化（mol ） 0.2 0.25 0.2 0.3

4NH3（g）+3O2（g）2N2（g）+6H2O（g）

變化（mol ） 0.4 0.3 0.2 0.6

故平衡時(shí)，n（NH3）=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol，n（O2）=2mol-0.25mol-0.3mol=1.45mol，n（H2O）=0.3mol+0.6mol=0.9mol，由于容器體積為1L，利用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)K=c2(N2)c6(H2O)/c4(NH3)c3(O2)=0.22×0.96/0.44×1.453 ；③根據(jù)圖像可知NO濃度達(dá)到最大值后，升高溫度NO濃度降低，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；④由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度升高，平衡向左（逆反應(yīng)）移動(dòng)，所以C點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少；（4）羥胺（NH2OH）是共價(jià)化合物，根據(jù)8電子和2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可知電子式為；羥胺是一種還原劑，可用作顯像劑還原溴化銀生成銀單質(zhì)和氮?dú)�，根�?jù)電子得失守恒和原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH2OH+2AgBr＝N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O。25.00mL0.049mol/L的羥胺的物質(zhì)的量是0.001225mol，KMnO4的物質(zhì)的量是0.00049mol，根據(jù)電子得失守恒可知1分子羥胺失去電子的個(gè)數(shù)是0.00049mol×5/0.001225mol=2，則氮元素化合價(jià)從－1價(jià)升高到＋1價(jià)，所以羥胺的氧化產(chǎn)物是N2O。