Question

【題目】氮的氧化物有許多重要的性質(zhì)與用途，但過量排放則會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。

（1）汽車排放出的氮氧化物是導(dǎo)致霧霾形成的重要原因之一，汽車內(nèi)安裝的尾氣處理器可大大降低氮氧化物的排放：2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=x kJ/mol。

已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝+180.50kJ/mol

2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝-566.00kJ/mol

x =________________。

（2）向某恒容密閉容器中加入一定量的NO、CO并使它們之間發(fā)生反應(yīng)，下圖為在相同溫度、壓強、比表面積不同的催化劑（化學(xué)成分相同）的催化作用下，反應(yīng)過程中NO的物質(zhì)的量與時間之間的關(guān)系。

①表示催化劑比表面積較大的曲線是_________（填“a”或“b”）。

②t1min時改變（外界）的反應(yīng)條件可能是____________。

（3）對于反應(yīng)：mA(g)+nB(g) =pC(g)+qD(g)來說，若A、B通過一步反應(yīng)能直接轉(zhuǎn)化為C、D，則該反應(yīng)的反應(yīng)速率v=kcm(A)cn(B)，其中k為只與溫度有關(guān)的速率常數(shù)；若為可逆反應(yīng)，則v(正)、v(逆)均存在類似的關(guān)系式，k正、k逆也只與溫度有關(guān)。已知反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是通過下面兩步完成的：

①________________________________________（快）H1＜0。

②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)（慢）H2＜0。

某科研小組測量出反應(yīng)②的部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

c(N2O2)/mol/L	c(O2)/mol/L	v2正［mol/(L·s)］
0.010	0.010	1.7510－6
0.030	0.020	1.0510－5
x	0.030	1.0510－5

i．用k2正表示②的正反應(yīng)速率常數(shù)，則v2正=_________，x=_______，速率常數(shù)k2正=_______L·(mol·s)-1（填具體的數(shù)值）。

ii．在①的空白處寫出化學(xué)方程式，若①②兩個反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率常數(shù)分別用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示，則2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K=____________（用速率常數(shù)表示）；反應(yīng)達到平衡后升高溫度，在新平衡建立前，體系內(nèi)c(N2O2)的大小變化情況是________。

（4）在恒溫恒容條件下，能表明2NO(g)+O2(g)2NO2(g)（只考慮總反應(yīng)）己達到平衡狀態(tài)的是_____________。

a．混合氣體密度保持不變 b．混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變

c．正反應(yīng)速率：v(NO)=v(NO2) d．生成NO2、O2的物質(zhì)的量之比為1:2

Answer 1

【答案】-746.50 b 增加CO的物質(zhì)的量濃度 2NO(g)N2O2(g) k2正c(N2O2)c(O2) 0.02 1.7510－2 減小 b

【解析】

（1）可用2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝-566.00kJ/mol減去N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝+180.50kJ/mol，即可求出x值為-746.50。

（2）①催化劑的比表面積越大，反應(yīng)物間的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，相同時間內(nèi)消耗掉的反應(yīng)物越多，故答案為b。

②改變反應(yīng)條件的那一時刻，NO物質(zhì)的量并沒有改變，同時平衡向右移動且移動過程中反應(yīng)速率較大，故改變的條件是加壓或者增大CO的濃度。

（3）①由總反應(yīng)方程式減去反應(yīng)②可確定反應(yīng)為2NO(g) N2O2(g)；

i．根據(jù)反應(yīng)速率表達式的意義可直接寫出，同理也可寫出其它的v正、v逆表達式。將對應(yīng)數(shù)據(jù)代入后即可得k2正=1.75×10－2、x=0.02。

ii．設(shè)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2，由反應(yīng)①+②就可得到2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，故K=K1×K2。對于反應(yīng)①，當(dāng)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，其正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，k1正c2(NO)=k1逆c(N2O2)，= c(N2O2)/ c2(NO)=K1，同理可推出K2=，故K=。因升高溫度后反應(yīng)①②均向左進行，但反應(yīng)①速率很快而反應(yīng)②速率慢，故平衡建立過程中c(N2O2)減小。

（4）a．反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量保持不變，容器容積不變，故密度是個定值，a錯誤；

b．由及m是定值而n不是定值知，當(dāng)平均摩爾質(zhì)量保持不變時，反應(yīng)達到平衡，b正確；

c．由方程式構(gòu)成知NO、NO2表示的正反應(yīng)速率總是相等的，c錯誤；

d．生成1molNO2會消耗0.5molO2，由于相同時間內(nèi)消耗與生成O2的量不同，故反應(yīng)沒有達到平衡，d錯誤。

答案應(yīng)選b。