Question

【題目】氮硫的氧化物是造成大氣污染的主要物質。研究它們的反應機理，對于消除環(huán)境污染有重要意義。

（1）2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H的反應機理和各基元反應（基元反應是指在反應中一步直接轉化為產物的反應，又稱為簡單反應）的活化能為：

2NO(g)N2O2(g)E1=82kJ·mol－1v=k1c2(NO)

N2O2(g)2NO(g)E-1=205kJ·mol－1v=k－1c(N2O2)

N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)E2=82kJ·mol－1v=k2c(N2O2)·c(O2)

2NO2(g)N2O2(g)＋O2(g)E－2=72kJ·mol－1v=k－2c2(NO2)

①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=______kJmol-1，平衡常數K與上述反應速率常數k1、k-1、k2、k-2的關系式為K=_______；

②某溫度下反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常數k=8.8×10-2L2mol-2s-1，當反應物濃度都是0.05molL-1時，反應的速率是__________________molL-1s-1；若此時縮小容器的體積，使氣體壓強增大為原來的2倍，則反應速率增大為之前的______倍。

（2）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應過程中能量變化如圖1所示。在V2O5存在時，該反應的機理為：V2O5+SO22VO2+SO3(快)4VO2+O22V2O5(慢)

下列說法正確的是___________

A．反應速率主要取決于V2O5的質量
B．VO2是該反應的催化劑

C．逆反應的活化能大于198kJ/mol
D．增大SO2的濃度可顯著提高反應速率

（3）某研究小組研究T1℃、T2℃時，氮硫的氧化物的轉化：NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)中lgP(NO2)和lgP(SO3)關系如圖2所示，實驗初始時體系中的P(NO2)和P(SO2)相等、P(NO)和P(SO3)相等。

①根據題意可知：T1______T2（填“＞”“＜”或者“=”）,理由是___________________。

②由平衡狀態(tài)a到b，改變的條件是__________________。

（4）工業(yè)上可用NaClO堿性溶液或“亞硫酸鹽法”吸收SO2。為了提高吸收效率，常用Ni2O3作為催化劑。催化過程如圖3所示。

①過程2的離子方程式_______________________________。

②Ca(C1O)2也可用于脫硫，且脫硫效果比NaC1O更好，原因是________________。

Answer 1

【答案】-113 1.1×10-5 8 CD ＜ 該反應為放熱反應，溫度越高，Kp越小 將容器體積縮小為原來的0.1 2NiO2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2O Ca2+和SO42-結合生成微溶的硫酸鈣，有利于反應的進行

【解析】

根據基元反應原理，總反應可分為幾步簡單反應，可逆反應存在正反兩方向的簡單反應，尋找規(guī)律，速率常數k等于反應物的濃度的反應系數指數冪乘積，據此回答問題。

（1）①根據基元反應含義，第1、3反應為正方向的2個基元反應，第2、4為逆方向的2個基元反應，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=E2+E1-E-1-E-1=-113kJmol-1，平衡常數K=，反應到達平衡時，v正=v逆，所以k1c2(NO)= k－1c(N2O2)，k2c(N2O2)·c(O2)= k－2c2(NO2)，則有；

②某溫度下反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常數k=8.8×10-2L2mol-2s-1，當反應物濃度都是0.05molL-1時，反應的速率為molL-1s-1；若此時縮小容器的體積，使氣體壓強增大為原來的2倍，濃度增大為原來的2倍，則反應速率增大為之前的23=8倍。

（2）A．V2O5的質量不影響反應速率，反應速率取決于慢反應速率，A錯誤；

B．VO2是該反應的中間態(tài)，并非催化劑，催化劑為V2O5，B錯誤；

C．生成物總能量低，逆反應的活化能大于198kJ/mol，C正確；

D．根據有效碰撞理論，增大SO2的濃度可顯著提高反應速率，D正確；

答案為CD。

（3）①根據題意可知：T1＜T2，理由是該反應為放熱反應，溫度越高，Kp越小。

②根據坐標可知，由平衡狀態(tài)a到b，改變的條件是將容器體積縮小為原來的0.1。

（4）工業(yè)上可用NaClO堿性溶液或“亞硫酸鹽法”吸收SO2。為了提高吸收效率，常用Ni2O3作為催化劑。

①從箭頭指向可知，過程2的離子方程式2NiO2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2O。

②Ca(C1O)2也可用于脫硫，且脫硫效果比NaC1O更好，原因是Ca2+和SO42-結合生成微溶的硫酸鈣，有利于反應的進行。