利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（ 1） 汽车尾气的主要污染物为 NO ，用 H ₂ 催化还原 NO 可以达到消除污染的目的。

已知： 2NO(g) N ₂ (g)＋O ₂ (g) ΔH=－180.5 kJ·mol ^{－ 1}

2H ₂ O(l)===2H ₂ (g)＋O ₂ (g) ΔH=＋571.6 kJ·mol ^{－ 1}

写出 H ₂ (g) 与 NO(g) 反应生成 N ₂ (g) 和 H ₂ O(l) 的热化学方程式是 ______________ 。

（ 2） 某研究小组模拟研究如下：向 2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol NO 发生反应 2NO(g) N ₂ (g)＋O ₂ (g) ，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T ₂ 下，在 0～5 min 内， v(O ₂ )= ______________ mol·L ^{－ 1} ·min ^{－ 1} ；该温度下反应 N ₂ (g)＋O ₂ (g) 2NO(g) 的平衡常数 K= ______________ 。

② 该反应进行到 M 点放出的热量 ______________ 进行到 W 点放出的热量 ( 填 “＞”、“＜” 或 “=”)。

M 点时再加入一定量 NO ，平衡后 NO 的转化率 ______________ ( 填 “ 变大 ”、“ 变小 ” 或 “ 不变 ”)。

③ 反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是 ______________ ( 填序号 )。

a ．混合气体的密度 b ．逆反应速率

c ．单位时间内， N ₂ 和 NO 的消耗量之比 d ．气体的平均相对分子质量

（ 3） 氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物： LaNi ₅ (s)＋3H ₂ (g) LaNi ₅ H ₆ (s) ΔH＜0 ，欲使 LaNi ₅ H ₆ (s) 释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是 ______________ ( 填字母编号 )。

A ．增加 LaNi ₅ H ₆ (s) 的量 B ．升高温度

C ．使用催化剂 D ．减小压强

答案

2H ₂ (g)＋2NO(g)===N ₂ (g)＋2H ₂ O(l) ΔH=－752.1 kJ·mol ^{－ 1} 6.25×10 ^{－ 2} 或 0.44 < 不变 bc BD

【解析】

试题分析：本题主要考查热化学方程式的书写，化学平衡图像的分析，化学反应速率和化学平衡常数的计算 ， 外界条件对化学平衡的影响。

（ 1） 将反应编号： 2NO（g） N ₂ （ g）＋O ₂ （ g）ΔH=－180.5 kJ·mol ^{－ 1} （ ① 式）

2H ₂ O（l）=2H ₂ （ g）＋O ₂ （ g）ΔH=＋571.6 kJ·mol ^{－ 1} （ ② 式）

应用盖斯定律， ① 式 -② 式得 2H ₂ （ g）+2NO（g）=N ₂ （ g）+2H ₂ O（l）ΔH=（-180.5kJ/mol）-（+571.6kJ/mol）=-752.1kJ/mol，H ₂ （ g） 与 NO（g） 反应生成 N ₂ （ g） 和 H ₂ O（l） 的热化学方程式为 2H ₂ （ g）+2NO（g）=N ₂ （ g）+2H ₂ O（l）ΔH=-752.1kJ/mol。

（ 2）①T ₂ 下在 0~5min 内 ， υ（NO）= = =0.125mol/（L·min）， 则 υ（O ₂ ） = υ（NO）=0.0625mol/（L·min ）。由图像可见该温度下达到平衡时 n（NO）=0.5mol， 用三段式

2NO（g） N ₂ （ g）＋O ₂ （ g）

n （起始）（ mol）  2            0        0

n （转化）（ mol） 1.5           0.75      0.75

n （平衡）（ mol） 0.5           0.75      0.75

平衡时 NO、N ₂ 、 O ₂ 物质的量浓度依次为 0.25mol/L、0.375mol/L、0.375mol/L， 反应的平衡常数 = = = ， 则反应 N ₂ （ g）＋O ₂ （ g） 2NO（g） 的平衡常数 K= = =0.44。

② 反应进行到 M 点转化 NO 物质的量小于反应进行到 W 点转化 NO 物质的量，反应进行到 M 点放出的热量 进行到 W 点放出的热量。 M 点时再加入一定量 NO ，平衡向正反应方向移动，加入 NO 相当于增大压强（增大压强平衡不移动 ）， 平衡后 NO 的转化率不变。

③a， 该反应中所有物质都呈气态，根据质量守恒定律，气体的总质量始终不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变； b， 反应开始逆反应速率为 0， 反应开始至达到平衡过程中逆反应速率增大，达平衡时逆反应速率不变； c ，单位时间内 N ₂ 的消耗量表示逆反应速率，单位时间内 NO 的消耗量表示正反应速率，从反应开始至达到平衡的过程中，逆反应速率增大，正反应速率减小，单位时间内 N ₂ 和 NO 的消耗量之比增大； d， 该反应中所有物质都呈气态，根据质量守恒定律，气体的总质量始终不变，该反应反应前后气体分子数不变，气体分子物质的量始终不变，气体的平均相对分子质量始终不变；从开始至达到平衡的过程，发生变化的是 bc， 答案选 bc。

（ 3）A ，增加 LaNi ₅ H ₆ （ s ）的量，平衡不移动 ， 不会释放出气态氢 ； B ，正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，释放出气态氢； C， 使用催化剂，平衡不移动，不会释放出气态氢； D， 减小压强，平衡向逆反应方向移动，释放出气态氢；使 LaNi ₅ H ₆ （ s ）释放出气态氢，可改变的条件是升高温度、减小压强，答案选 BD。