Question

【題目】NO用途廣泛，對其進(jìn)行研究具有重要的價(jià)值和意義

（1）2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=akJmol-1的反應(yīng)歷程與能量變化關(guān)系如圖所示。已知：第Ⅱ步反應(yīng)為：NO3（g）+NO（g）=2NO2（g）△H=bkJmol-1

①第I步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__。

②關(guān)于2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）的反應(yīng)歷程，下列說法正確的是__。

A．相同條件下，決定該反應(yīng)快慢的步驟為第Ⅱ步反應(yīng)

B．使用合適的催化劑會使E1、E2、E3同時(shí)減小

C．第I步反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，第Ⅱ步反應(yīng)為放熱反應(yīng)

D．反應(yīng)的中同產(chǎn)物是NO3和NO

（2）NO的氫化還原反應(yīng)為2NO（g）+2H2（g）N2（g）+2H2O（g）。研究表明：某溫度時(shí)，v正=kcm（NO）cn（H2），其中k=2.5×103mol（m+n-1）L（m+n-1）s-1．該溫度下，當(dāng)c（H2）=4.0×10-3molL-1時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得v正與c（NO）的關(guān)系如圖一所示，則m=___，n=___。

（3）NO易發(fā)生二聚反應(yīng)2NO（g）N2O2（g）。在相同的剛性反應(yīng)器中充入等量的NO，分別發(fā)生該反應(yīng)。不同溫度下，NO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間（t）的變化關(guān)系如圖二所示。

①該反應(yīng)的△H___0（填“＞”“＜”或“=”）。

②T1溫度下，欲提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施為__（任寫一條即可）。

③a、b處正反應(yīng)速率va__vb（填”＞”“＜”或“=”），原因?yàn)?/span>___。

④e點(diǎn)對應(yīng)體系的總壓強(qiáng)為200kPa，則T2溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)kp=___kPa-1（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)）

Answer 1

【答案】O2（g）+NO（g）=NO3（g） △H=（a-b）kJmol-1 AC 2 1 ＜ 增大NO濃度（或降溫、壓縮氣體、及時(shí)分離N2O2等） ＞ 對應(yīng)溫度a點(diǎn)高于b點(diǎn)，NO的濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn)

【解析】

（1）①總反應(yīng)為：2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=akJmol-1，第Ⅱ步反應(yīng)：NO3（g）+NO（g）=2NO2（g）△H=bkJmol-1

根據(jù)蓋斯定律：第Ⅰ步反應(yīng)=總反應(yīng)-第Ⅱ步反應(yīng)得到第Ⅰ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

②A、總反應(yīng)的反應(yīng)速率一般由歷程中反應(yīng)速率小的反應(yīng)決定；

B、根據(jù)催化劑只改變反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)進(jìn)程；

C、反應(yīng)熱△H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量，若生成物的總能量＞反應(yīng)物的總能量，則反應(yīng)吸熱，反之相反；

D、NO3為第Ⅰ步反應(yīng)的生成物、為第II步反應(yīng)的反應(yīng)物。

（2）將（1×10-3，1×10-5）和（2×10-3，4×10-5）代入v正=2.5×103cm（NO）cn（4.0×10-3）計(jì)算m、n值；

（3）①根據(jù)圖象可知，溫度T2＞T1，分析T2℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率小于T1℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率即可解答；

②能使該反應(yīng)的平衡正向移動的措施均能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率，結(jié)合反應(yīng)正向移動的條件分析解答。

③a點(diǎn)NO的轉(zhuǎn)化率小于b點(diǎn)，即體系中a點(diǎn)的c（NO）大與b點(diǎn)，并且a點(diǎn)溫度大于b點(diǎn)，結(jié)合溫度和濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響解答；

④根據(jù)反應(yīng)的三段式計(jì)算平衡時(shí)n（NO）、n（N2O2）和平衡分壓p（NO）、p（N2O2），代入分壓平衡常數(shù)Kp=中計(jì)算Kp。

（1）①總反應(yīng)為：2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=akJmol-1，第Ⅱ步反應(yīng)：NO3（g）+NO（g）=2NO2（g）△H=bkJmol-1，由蓋斯定律有：第Ⅰ步反應(yīng)=總反應(yīng)-第Ⅱ步反應(yīng)得到第Ⅰ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式O2（g）+NO（g）=NO3（g）△H=（a-b）kJmol-1；

②A、由圖可知，第Ⅱ步反應(yīng)的活化能高，導(dǎo)致第Ⅱ步反應(yīng)速率慢，總反應(yīng)的反應(yīng)速率一般由歷程中反應(yīng)速率小的反應(yīng)決定，所以決定該反應(yīng)快慢的步驟為第Ⅱ步反應(yīng)，故A正確；

B、催化劑會降低E1、E2，不能改變反應(yīng)熱E3，故B錯誤；

C、反應(yīng)熱△H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量，第I步反應(yīng)中生成物的總能量＜反應(yīng)物的總能量，第II步反應(yīng)中生成物的總能量＞反應(yīng)物的總能量，所以第I步反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，第Ⅱ步反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故C正確；

D、NO3為第Ⅰ步反應(yīng)的生成物、為第II步反應(yīng)的反應(yīng)物，所以NO3為中間產(chǎn)物，但NO為反應(yīng)的反應(yīng)物，故D錯誤；

故答案為：AC；

（2）將（1×10-3，1×10-5）和（2×10-3，4×10-5）代入v正=2.5×103cm（NO）cn（4.0×10-3）有2.5×103×（1×10-3）m（4.0×10-3）n=1×10-5，2.5×103×（2×10-3）m（4.0×10-3）n=4×10-5，解得m=2，n=1；

（3）①根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”可知，溫度T2＞T1，并且T2℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率小于T1℃時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率，即升高溫度NO的轉(zhuǎn)化率降低，則升高溫度平衡逆向進(jìn)行，所以逆向吸熱、正反應(yīng)放熱，△H＜0；

②NO的二聚反應(yīng)2NO（g）N2O2（g）正向是體積減小的放熱反應(yīng)，能使該反應(yīng)的平衡正向移動的措施均能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率，如加壓、降溫、增大NO濃度等，即：增大NO濃度（或降溫、壓縮氣體、及時(shí)分離N2O2等）；

③a點(diǎn)NO的轉(zhuǎn)化率小于b點(diǎn)，即體系中a點(diǎn)的c（NO）大于b點(diǎn)，并且a點(diǎn)溫度大于b點(diǎn)，反應(yīng)體系中溫度越高、物質(zhì)濃度越大，反應(yīng)速率越快，即va＞vb；

④設(shè)起始時(shí)n（NO）=2mol，則反應(yīng)三段式為

2NO（g）N2O2（g）

起始量（mol）2 0

變化量（mol）0.8 0.4

平衡量（mol）1.2 0.4

p（NO）=×200Mpa=150Mpa、p（N2O2）=50Mpa，所以c點(diǎn)時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)kp===kPa-1。