Question

【題目】消除尾氣中的NO是環(huán)境科學研究的熱點課題。

I．NO氧化機理

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

25℃時，將NO和O2按物質的量之比為2:1充入恒容反應容器中，用測壓法研究其反應的進行情況。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示(忽略NO2與N2O4的轉化)

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

（1）0~80min，v(O2)=_____kPa/min；隨著反應進行，反應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，K(p)的值為_______(保留3位有效數(shù)字)。

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

第一步2NO(g) N2O2(g) 快速反應

第二步N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) 慢反應

總反應速率主要由第_____步?jīng)Q定；若利用分子捕獲器適當減少反應容器中的N2O2，總反應的平衡常數(shù)K(p)將___(填“增大”、“減小”或“不變”)；若提高反應溫度至35℃，則體系壓強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，測得NO2濃度隨時間變化的曲線如上圖所示。

（1）反應體系達平衡后壓強為P1，若升高溫度，再次達平衡后，混合氣體的平均相對分子質量______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，再次達平衡后，測得壓強為P2，c(O2)=0.09mol/L，則P2：P1=______

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

Answer 1

【答案】0.15 反應物濃度減小，反應速率降低 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：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；隨反應的進行，反應物的濃度逐漸減小，則反應速率減慢；K(p)=(55.0×)2/[55.0××(55.0×)2]=3.20；

（2）反應速率慢的步驟決定總反應速率的快慢；平衡常數(shù)K(p)與溫度有關，降低容器中的N2O2，溫度未變，則K(p)不變；若提高反應溫度至35℃，正反應為放熱反應，則平衡逆向移動，則體系的壓強增大，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，則氣體的總物質的量增大，氣體總質量不變，則摩爾質量減小，相對分子質量減��；

（2）2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)

初始：0.040

反應：0.020 0.020 0.010

平衡：0.02 0.020 0.010

反應：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，則化學平衡常數(shù)未變，K==100。