【題目】NO用途廣泛,對其進行研究具有重要的價值和意義

12NOg+O2g=2NO2gH=akJmol-1的反應歷程與能量變化關系如圖所示。已知:第Ⅱ步反應為:NO3g+NOg=2NO2gH=bkJmol-1

①第I步反應的熱化學方程式為__。

②關于2NOg+O2g=2NO2g)的反應歷程,下列說法正確的是__。

A.相同條件下,決定該反應快慢的步驟為第Ⅱ步反應

B.使用合適的催化劑會使E1、E2E3同時減小

C.第I步反應為吸熱反應,第Ⅱ步反應為放熱反應

D.反應的中同產(chǎn)物是NO3NO

2NO的氫化還原反應為2NOg+2H2gN2g+2H2Og)。研究表明:某溫度時,v=kcmNOcnH2),其中k=2.5×103molm+n-1Lm+n-1s-1.該溫度下,當cH2=4.0×10-3molL-1時,實驗測得vcNO)的關系如圖一所示,則m=___n=___。

3NO易發(fā)生二聚反應2NOgN2O2g)。在相同的剛性反應器中充入等量的NO,分別發(fā)生該反應。不同溫度下,NO的轉化率隨時間(t)的變化關系如圖二所示。

①該反應的H___0(填“>”“<”或“=”)。

T1溫度下,欲提高NO的平衡轉化率,可采取的措施為__(任寫一條即可)。

ab處正反應速率va__vb(填”>”“<”或“=”),原因為___。

e點對應體系的總壓強為200kPa,則T2溫度下,該反應的平衡常數(shù)kp=___kPa-1Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))

【答案】O2g+NOg=NO3g H=a-bkJmol-1 AC 2 1 增大NO濃度(或降溫、壓縮氣體、及時分離N2O2等) 對應溫度a點高于b點,NO的濃度a點大于b

【解析】

1)①總反應為:2NOg+O2g=2NO2g)△H=akJmol-1,第Ⅱ步反應:NO3g+NOg=2NO2g)△H=bkJmol-1

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

A、總反應的反應速率一般由歷程中反應速率小的反應決定;

B、根據(jù)催化劑只改變反應速率,不能改變反應進程;

C、反應熱△H=生成物的總能量-反應物的總能量,若生成物的總能量>反應物的總能量,則反應吸熱,反之相反;

D、NO3為第Ⅰ步反應的生成物、為第II步反應的反應物。

2)將(1×10-31×10-5)和(2×10-3,4×10-5)代入v=2.5×103cmNOcn4.0×10-3)計算m、n值;

3)①根據(jù)圖象可知,溫度T2T1,分析T2℃時NO的轉化率小于T1℃時NO的轉化率即可解答;

②能使該反應的平衡正向移動的措施均能提高NO的平衡轉化率,結合反應正向移動的條件分析解答。

aNO的轉化率小于b點,即體系中a點的cNO)大與b點,并且a點溫度大于b點,結合溫度和濃度對化學反應速率影響解答;

④根據(jù)反應的三段式計算平衡時nNO)、nN2O2)和平衡分壓pNO)、pN2O2),代入分壓平衡常數(shù)Kp=中計算Kp。

1)①總反應為:2NOg+O2g=2NO2g)△H=akJmol-1,第Ⅱ步反應:NO3g+NOg=2NO2g)△H=bkJmol-1,由蓋斯定律有:第Ⅰ步反應=總反應-第Ⅱ步反應得到第Ⅰ步反應的熱化學方程式O2g+NOg=NO3g)△H=a-bkJmol-1;

A、由圖可知,第Ⅱ步反應的活化能高,導致第Ⅱ步反應速率慢,總反應的反應速率一般由歷程中反應速率小的反應決定,所以決定該反應快慢的步驟為第Ⅱ步反應,故A正確;

B、催化劑會降低E1、E2,不能改變反應熱E3,故B錯誤;

C、反應熱△H=生成物的總能量-反應物的總能量,第I步反應中生成物的總能量<反應物的總能量,第II步反應中生成物的總能量>反應物的總能量,所以第I步反應為吸熱反應,第Ⅱ步反應為放熱反應,故C正確;

DNO3為第Ⅰ步反應的生成物、為第II步反應的反應物,所以NO3為中間產(chǎn)物,但NO為反應的反應物,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=2.5×103cmNOcn4.0×10-3)有2.5×103×1×10-3m4.0×10-3n=1×10-52.5×103×2×10-3m4.0×10-3n=4×10-5,解得m=2n=1;

3)①根據(jù)先拐先平,數(shù)值大可知,溫度T2T1,并且T2℃時NO的轉化率小于T1℃時NO的轉化率,即升高溫度NO的轉化率降低,則升高溫度平衡逆向進行,所以逆向吸熱、正反應放熱,△H0;

NO的二聚反應2NOgN2O2g)正向是體積減小的放熱反應,能使該反應的平衡正向移動的措施均能提高NO的平衡轉化率,如加壓、降溫、增大NO濃度等,即:增大NO濃度(或降溫、壓縮氣體、及時分離N2O2等);

aNO的轉化率小于b點,即體系中a點的cNO)大于b點,并且a點溫度大于b點,反應體系中溫度越高、物質濃度越大,反應速率越快,即vavb;

④設起始時nNO=2mol,則反應三段式為

2NOgN2O2g

起始量(mol2 0

變化量(mol0.8 0.4

平衡量(mol1.2 0.4

pNO=×200Mpa=150Mpa、pN2O2=50Mpa,所以c點時反應的平衡常數(shù)kp===kPa-1

練習冊系列答案
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ZnF2

ZnCl2

ZnBr2

ZnI2

熔點/

872

275

394

446

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