Question

【題目】消除尾氣中的NO是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)課題。

I．NO氧化機(jī)理

已知：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-110kJ·mol-1

25℃時(shí)，將NO和O2按物質(zhì)的量之比為2:1充入恒容反應(yīng)容器中，用測(cè)壓法研究其反應(yīng)的進(jìn)行情況。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示(忽略NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化)

t/min	0	80	160
p/kPa	75.0	63.0	55.0	55.0

（1）0~80min，v(O2)=_____kPa/min；隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小的原因是______________。

用平衡分壓代替平衡濃度所得到的平衡常數(shù)用K(p)表示，25℃時(shí)，K(p)的值為_______(保留3位有效數(shù)字)。

（2）查閱資料，對(duì)于總反應(yīng)2NOg)+O2(g) 2NO2(g)有如下兩步歷程

第一步2NO(g) N2O2(g) 快速反應(yīng)

第二步N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) 慢反應(yīng)

總反應(yīng)速率主要由第_____步?jīng)Q定；若利用分子捕獲器適當(dāng)減少反應(yīng)容器中的N2O2，總反應(yīng)的平衡常數(shù)K(p)將___(填“增大”、“減小”或“不變”)；若提高反應(yīng)溫度至35℃，則體系壓強(qiáng)P(35℃)______P(25℃)(填“大于”、“等于”或“小于”)。

II. 某溫度下一密閉容器中充入一定量的NO2，測(cè)得NO2濃度隨時(shí)間變化的曲線如上圖所示。

（1）反應(yīng)體系達(dá)平衡后壓強(qiáng)為P1，若升高溫度，再次達(dá)平衡后，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量______填“增大”、“減小”或“不變”；

（2）若在恒溫恒容條件下，向平衡體系中充入一定量O2，再次達(dá)平衡后，測(cè)得壓強(qiáng)為P2，c(O2)=0.09mol/L，則P2：P1=______

（3）該溫度下反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K為______。

Answer 1

【答案】0.15 反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率降低 3.2 二 不變 大于 減小 13：5 100L/mol

【解析】

I． 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)

初始：2n n

反應(yīng)：2x x 2x

80min：2n-2x n-x 2x

160min：2n-2x n-x 2x

80min：3n=75.0，2n-2x+n-x+2x=63.0，則x=12.0kPa；

160min：3n=75.0，2n-2x+n-x+2x=55.0，則x=20.0kPa；

（1）0~80min，O2減少的分壓為12.0kPa，v(O2)=12.0kPa/80min=0.15 kPa/min；隨反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，則反應(yīng)速率減慢；K(p)=(55.0×)2/[55.0××(55.0×)2]=3.20；

（2）反應(yīng)速率慢的步驟決定總反應(yīng)速率的快慢；平衡常數(shù)K(p)與溫度有關(guān)，降低容器中的N2O2，溫度未變，則K(p)不變；若提高反應(yīng)溫度至35℃，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則平衡逆向移動(dòng)，則體系的壓強(qiáng)增大，K(p)增大，則p(35℃)大于p(25℃)；

II.（1）2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) △H=+110kJ/mol，升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，則氣體的總物質(zhì)的量增大，氣體總質(zhì)量不變，則摩爾質(zhì)量減小，相對(duì)分子質(zhì)量減小；

（2）2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)

初始：0.040

反應(yīng)：0.020 0.020 0.010

平衡：0.02 0.020 0.010

反應(yīng)：2x 2x x

平衡：0.02+2x 0.020-2x 0.09

P2：P1=(0.040+0.09):0.050=13:5；

（2）溫度未變，則化學(xué)平衡常數(shù)未變，K==100。