Question

【題目】（1）在恒溫恒容條件下，將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。反應過程中各物質的物質的量濃度c隨時間t的變化關系如圖所示。

①0～10min的平均反應速率：v((NO2)=___________mol·L－1·min－1。

②a、b、c、d四個點中，表示化學反應速率v(正)＞v(逆)的點是___________。

③上述反應反應進行到25min時，繼續(xù)向容器內充入一定量NO2，重新達到平衡后，混合氣體中NO2的體積分數將___________(填“增大”“不變”或“減小”)。該反應的平衡常數K=___________(計算結果保留1位小數)。

（2）一定溫度下恒容容器中，反應2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，在碘蒸氣存在時能大幅度提高N2O的分解速率，反應歷程為：

第一步I2(g)2I(g)(快反應)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g)(快反應)

實驗表明，含碘時N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k為速率常數）。下列表述正確的是___________(填標號)。

a．N2O分解反應中，k(含碘)>k(無碘）b．第一步對總反應速率起決定作用

c．第二步活化能比第三步大d．I2濃度與N2O分解速率無關

（3）F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應：

其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡，體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=∞時，N2O5(g)完全分解）：

t/min	0	40	80	160	260	1300	1700	∞
p/kPa	36.0	40.5	42.6	45.9	49.2	61.2	62.3	64.0

①25℃時2NO2(g)N2O4(g)反應的平衡常數Kp=___________kPa－1。

②t=200min時，測得體系中p(N2O4)=6.5kPa，則此時的N2O5轉化率為___________。(計算結果保留1位小數)

Answer 1

【答案】0.04 c 減小 1.1 ac 0.065 31.9%

【解析】

反應速率計算時，要注意題中給出的是濃度的變化值還是物質的量的變化值；當正逆反應速率相等時，表示反應處于平衡狀態(tài)，反之，則反應在建立平衡的過程中；對于一個由多步反應實現的總包反應而言，其中決定總包反應快慢的是慢反應步驟，也稱之為速率控制步驟；N2O5的分解是完全進行的反應，而N2O4的轉化是可逆的反應；在處理與氣體有關的反應時，要注意對公式的靈活運用。

(1)①由圖可知，0至10min，濃度上升的為NO2，其濃度變化0.4mol/L，所以平均反應速率為0.04mol·L-1·min-1；

②由圖可知，b點和d點，反應達到了平衡狀態(tài)，所以正逆反應速率相等；a點處于非平衡狀態(tài)，但NO2濃度在上升，所以處于逆向建立平衡的過程中，正反應速率更��；c點處于非平衡狀態(tài)，并且NO2濃度下降，所以c點滿足正反應速率大于逆反應速率；

③由反應方程式可知，繼續(xù)通入一定量的NO2會使體系內壓強增大，平衡正向移動，因此NO2的體積分數會減��；由圖中提供的數據計算：；

(2)A．通過分析可知，I2可視作N2O分解的催化劑，A項正確；

B．第一步和第三步反應為快速反應，對整個反應的速率無影響；第二步是慢速反應，對整個反應的速率起決定作用，B項錯誤；

C．活化能越大，則反應速率越慢，所以第二步反應的活化能比第三步大，C項正確；

D．由含碘時，N2O的分解速率方程可知，I2的濃度會影響分解速率，D項錯誤；

答案選AC；

(3)①若只發(fā)生N2O5的分解反應，由公式可知，最終總壓為，其中，；由于要發(fā)生NO2的二聚反應，列三段式：

，由于最終容器內總壓為64kPa，即：，所以x=52kPa，所以；

②由①中計算的平衡常數可知，此時，那么NO2未發(fā)生二聚反應前分壓為23kPa，進一步的，反應消耗掉的N2O5的分壓為11.5kPa，所以轉化率：。