Question

【題目】研究NO的性質(zhì)對(duì)建設(shè)美麗家鄉(xiāng)，打造宜居環(huán)境具有重要意義。

(1)自然界在閃電時(shí)，生成NO的反應(yīng)方程式為__________________。

(2)T℃時(shí)在容積為2L的恒容密閉容器中，充入NO和O2發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，不同時(shí)刻測(cè)得容器中n(NO)、n(O2)如表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	1	0.6	0.4	0.2	0.2	0.2
n(O2)/mol	0.6	0.4	0.3	0.2	0.2	0.2

①在T℃下，0~2s時(shí)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率=________；

②該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________，在T℃下，能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______、________。

(3)已知NO和O2反應(yīng)的歷程如圖，回答下列問(wèn)題：

①寫出其中反應(yīng)①的熱化學(xué)方程式也(△H用含物理量E的等式表示)：________。

②試分析上述基元反應(yīng)中，反應(yīng)①和反應(yīng)②的速率較小的是_____（選填“反應(yīng)①”或“反應(yīng)②”）；已知反應(yīng)①會(huì)快速建立平衡狀態(tài)，反應(yīng)②可近似認(rèn)為不影響反應(yīng)①的平衡。對(duì)該反應(yīng)體系升高溫度，發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)速率變慢，其原因可能是____________。

Answer 1

【答案】N2＋O22NO 0.15mol·L－1·s－1 160.0L·mol－1 增大O2的濃度 增大體系壓強(qiáng) 2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3－E2)kJ·mol－1 反應(yīng)② 因?yàn)榉磻?yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致c(N2O2)減小，反應(yīng)②變慢，而反應(yīng)②為慢反應(yīng)是總反應(yīng)速率的決速反應(yīng)

【解析】

(2)根據(jù)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率；根據(jù)求算平衡常數(shù)；

(3)根據(jù)△H=生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量求算△H；

(4)一般來(lái)說(shuō)，活化能越大，化學(xué)反應(yīng)速率越慢。

(1)在閃電時(shí)，N2和O2會(huì)發(fā)生化合反應(yīng)生成NO，化學(xué)方程式為N2＋O22NO；

(2)①在T℃下，0～2s時(shí)，n(NO)從1mol降低到0.4mol，變化了0.6mol，容器體積為2L。根據(jù)，帶入數(shù)據(jù)，有；

②根據(jù)方程式，從開始到平衡，消耗n(NO)=1mol－0.2mol=0.8mol，則生成n(NO2)=0.8mol。平衡時(shí)，NO、O2、NO2的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.2mol、0.8mol，容器體積為2L，平衡常數(shù)，帶入數(shù)據(jù)，有；

在T℃下，提高NO的轉(zhuǎn)化率，需平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，需要注意的是，溫度已經(jīng)限定，不能改變溫度。則增大NO的轉(zhuǎn)化率，可以增大O2的濃度；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，可以壓縮體積，增大壓強(qiáng)；

(3)①根據(jù)圖像，反應(yīng)①為NO(g)反應(yīng)化合生成N2O2(g)，根據(jù)△H=生成物的能量－反應(yīng)物的能量，則熱化學(xué)方程式：2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3－E2)kJ·mol－1；

②一般來(lái)說(shuō)，活化能越大，化學(xué)反應(yīng)速率越慢。反應(yīng)①的活化能為E4－E3，反應(yīng)②的活化能為E5－E2，根據(jù)圖示，反應(yīng)②的活化能大，化學(xué)反應(yīng)速率較��；

化學(xué)反應(yīng)速率慢的基元反應(yīng)是總反應(yīng)的決速步，反應(yīng)②的活化能大，化學(xué)反應(yīng)速率較小，是總反應(yīng)的決速步。從圖示看，反應(yīng)①和②都是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡均逆向移動(dòng)，由于反應(yīng)①快速達(dá)到平衡，則反應(yīng)①的產(chǎn)物N2O2的濃度會(huì)減小，但對(duì)于反應(yīng)②來(lái)說(shuō)，c(N2O2)減小，會(huì)使得反應(yīng)②的反應(yīng)速率減小，而反應(yīng)②是總反應(yīng)的決速步，因此總反應(yīng)速率變慢。答案：因?yàn)榉磻?yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致c(N2O2)減小，反應(yīng)②變慢，而反應(yīng)②為慢反應(yīng)是總反應(yīng)速率的決速反應(yīng)。