汽车在行驶过程中有如下反应发生： ${{\text{N}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{NO}\left( \text{g} \right) \qquad\Delta H=+180.7\ \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$2\text{NO}\left( \text{g}\right)+2\text{CO}\left( \text{g}\right)\rightleftharpoons\text{N}_{2}\left( \text{g}\right)+2\text{C}\text{O}_{2}\left( \text{g}\right)\qquad\Delta H=-746.5\ \text{kJ}\cdot\text{mo}\text{l}^{-1}$

写出表示$\rm CO$燃烧热的热化学方程式为                。

$\\text{CO}\\left( \\text{g} \\right)+\\dfrac{1}{2}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\left( \\text{g} \\right)\\text{=C}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\left( \\text{g} \\right)\\qquad\\Delta H=-282.9\\;\\rm \\text{kJ}\\cdot \\text{mo}{{\\text{l}}^{-1}}$

根据盖斯定律，将两个热化学方程式相加，得到$\rm CO$燃烧热的热化学方程式：$\text{CO}\left( \text{g} \right)+\dfrac{1}{2}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\text{=C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\qquad\Delta H=-282.9\;\rm \text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$；

空燃比是机动车内燃机气缸通入空气与燃料质量的比值。$\rm [$设汽油的成分为辛烷$\rm ({{\text{C}}_{8}}{{\text{H}}_{18}}\rm )$，空气的平均相对分子质量为$\rm 29$，氧气在空气中的体积分数为$\rm 21\%]$计算汽油的最佳空燃比为                $\rm ($保留三位有效数字$\rm )$。若实际空燃比大于此值，则该汽车尾气的主要污染物为                。

$\\rm 15.1$； 氮的氧化物（$\\rm NO$，$\\rm NO_{2}$，${\\rm NO}_{x}$均可以）

空燃比是指燃料与氧气恰好完全燃烧时的$\rm 1\;\rm kg$燃料所消耗空气的质量，首先计算氧气在空气中的质量百分含量：$\dfrac{32\times 21\%}{29}\times 100\%=23.2\%$，由$\text{C}_{\text{8}}\text{H}_{\text{18}}+\dfrac{25}{2}\text{O}_{\text{2}}\begin{matrix}\underline{\underline{点燃}}\\\\\end{matrix}\text{9}\text{H}_{\text{2}}\text{O+8C}\text{O}_{\text{2}}$可知，设消耗氧气质量为$y \ \rm kg$，则$\dfrac{114}{1\ \text{kg}}=\dfrac{\dfrac{25}{2}\times32}{{y}}$，则$y=3.5088\;\rm kg$，理想空燃比为$\dfrac{\text{3.5088 kg}}{\text{23.2 }\%}=\text{15.1 kg}$，若实际空燃比大于此值，则该汽车尾气的主要污染物为氮的氧化物；

在汽车上安装三元催化转化器可实现反应：$2\text{NO}\left( \text{g} \right)+2\text{CO}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons {{\text{N}}_{2}}\left( \text{g} \right)+2\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\qquad\Delta H\rm \lt 0$，减少汽车尾气污染。$T\ ^\circ\rm C$时，在恒容的密闭容器中通入一定量的$\rm CO$和$\rm NO$，能进行上述反应，测得不同时间的$\rm CO$和$\rm NO$的浓度如表：

该反应在$\rm 1\sim 4s$内的平均反应速率为$v\left( \text{NO} \right)=$                。反应达平衡时压强为$\rm 100\;\rm kPa$，求压强平衡常数$K_{\text{p}}=$                $\text{kP}{{\text{a}}^{-1}}$。$(K_{\text{p}}$用平衡分压代替平衡浓度，分压$\rm =$总压$\rm \times $物质的量分数$\rm )$

$\\rm 2.0\\times 10^{-4}\\;\\rm mol·L^{-1}·s^{-1}$；$\\rm ·$ $\\rm 2.0\\times 10^{-2}$；

$\rm 1\sim 4s$平均反应速率为$v\left({\rm NO} \right)=\dfrac{\Delta c}{\Delta t}=\dfrac{\left( 1.15-0.55 \right)\times {{10}^{-3}}\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}}{\left( 4-1 \right)\text{s}}=2.0\times {{10}^{-4}}\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\cdot {{\text{s}}^{-1}}$，反应达到平衡后，根据三段式计算各组分产物浓度：

根据平衡时压强为$\rm 100\;\rm kPa$，计算得到四种组分分压分别为$\dfrac{1}{8}\times 100\;\rm kPa$，$\dfrac{4}{8}\times 100\;\rm kPa$，$\dfrac{1}{8}\times 100\;\rm kPa$和$\dfrac{2}{8}\times 100\;\rm kPa$，由$\rm \textit{K}_p=\dfrac{\left( \dfrac{1}{8}\times 100\;\rm kPa \right)\times {{\left( \dfrac{1}{8}\times 100\;\rm kPa \right)}^{2}}}{{{\left( \dfrac{4}{8}\times 100\;\rm kPa \right)}^{2}}\times {{\left( \dfrac{1}{8}\times 100\;\rm kPa \right)}^{2}}}=2\times {{100}^{-2}}$。

$Ⅱ$$.$工业合成氨以铁触媒作催化的反应机理如图$($*表示吸附态,中间部分表面反应过程未标出$)$：

已知：${{\text{N}}_{2}}$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。

研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为$v=k\cdot c\left( \text{N}_{2}\right)\cdot c^{\frac{3}{2}}\left( \text{H}_{2}\right)\cdot c^{-1}\left( \text{N}\text{H}_{3}\right)$，$k$为速率常数。以下说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$。

合成氨的反应在任意温度下都能自发进行

增大${{\\text{N}}_{2}}$、${{\\text{H}}_{2}}$或$\\text{N}{{\\text{H}}_{3}}$的浓度都能提高合成氨速率

若反应气中混有水蒸气，$\\rm Fe$催化剂可能中毒

使用催化剂可提高单位时间内原料气的转化率

$\rm A$．合成氨的反应$\Delta H\lt 0$，$\Delta \text{S}\lt 0$，在低温下自发进行，$\rm A$错误；

$\rm B$.   减小$\rm NH_{3}$的浓度能提高合成氨速率，$\rm B$错误；

$\rm C$．若反应气中混有水蒸气，可能导致$\rm Fe$催化剂中毒，$\rm C$正确；

$\rm D$．使用催化剂可提高单位时间内原料气的转化率，$\rm D$正确；

故选：$\rm CD$；

实际工业生产中，原料气中${{\text{N}}_{2}}$和${{\text{H}}_{2}}$物质的量之比按$\rm 1:2.8$加入。请说明原料气中${{\text{N}}_{2}}$过量的理由：$\rm ($从两种不同的角度分析$\rm )$                。

$\\rm N_{2}$原料易得，适度过量有利于提高氨气转化率；$\\rm N_{2}$在$\\rm Fe$催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率；

工业合成氨反应为：$\rm \text{3}\text{H}_{\text{2}}+\text{N}_{\text{2}}\overset{高温、高压}{\underset{催化剂}{\rightleftharpoons}}2N\text{H}_{\text{3}}$，在实际生产中，原料氮气稍过量，从促进平衡移动角度分析，原料气中氮气相对易得，过量氮气有利于提高氨气的转化率；同时根据上述反应机理图可知，$\rm N_{2}$在$\rm Fe$催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率；

在氨气催化氧化制硝酸过程中，发现$2\text{NO}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{N}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right) (\Delta H\rm \lt 0)$反应的速率随温度的升高而减小。某化学小组查阅资料得知该反应的反应历程分两步：

①$2\text{NO}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons {{\text{N}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rm ($快$\rm )$  $\qquad\Delta H_{1}\lt0$

②${{\text{N}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{N}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rm ($慢$\rm )$  $\qquad\Delta H_{2}\lt0$

根据化学反应原理解释升高温度该反应速率减小的原因可能是                。

温度升高，快反应①平衡逆向移动，$\\rm \\textit{c}(N_{2}O_{2})$降低，导致慢反应 （决速步骤）②的反应物浓度减小，速率减慢，$\\rm NO_{2}$的生成速率降低。

由题意知，升高温度该反应速率减小。根据两步反应历程可推测：温度升高，快反应①平衡逆向移动，$ c\rm(N_{2}O_{2})$降低，导致慢反应 （决速步骤）②的反应物浓度减小，速率减慢，故$\rm NO_{2}$的生成速率降低。