Question

【题目】Ⅰ．利用测压法在刚性反应器中研究 T℃ 时:

3NO2(g)3NO(g)＋O3(g) ΔH＝+317.3kJ·mol－1的分解反应，体系的总压强 p随时间 t 的变化如下表所示：

反应时间/min	0	5	10	15	20	25	30
压强/MPa	20.00	21.38	22.30	23.00	23.58	24.00	24.00

（1）该反应达到平衡后的熵值较平衡前______________（填“增大”“减小”“不变”）。

（2）若降低反应温度，则平衡后体系压强 p____24.00 MPa（填“大于”“等于”“小于”）,原因是_____________________________________________________________________。15min 时，反应物的转化率 α=__________%

Ⅱ．一定条件下，在体积为 2 L 的密闭容器中发生反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0。投入 2 mol NO2发生反应。实验测得：v正=k正c2(NO2)，v逆=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。在温度为 T℃ 时 NO2 的转化率随时间变化的结果如图所示。

（1）要提高 NO2转化率，可采取的措施是________________ 、__________________。

（2）前2min内，以NO2表示该反应的化学反应速率为___________________。

（3）计算 A 点处v正/ v逆=_________________（保留一位小数）。

Answer 1

【答案】增大 小于 体积不变时，温度降低，气体分子间间隙减小，总压降低；该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，气体分子数减少，压强降低。 45 升高温度 将生成物之一及时分离。 0.2mol·L-1·min-1 9.1

【解析】

Ⅰ．（1）熵值是反应体系的混乱度，反应3NO2(g)3NO(g)＋O3(g)正方向是气体总物质的量增大的方向，则达到平衡后的熵值较平衡前增大；（2）平衡时气体的总压强为24.00MPa，在恒容条件下，该反应是吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，气体分子数减少，压强降低，另外温度降低，气体分子间隙也减小，容器内的总压强也减小，故降温后平衡体系压强p小于24.00 MPa；在恒温恒容条件下，气体的压强与气体的总物质的量成正比，设起始时气体NO2的物质的量为nmol，则15min 时，容器内压强为23MPa，气体的总物质的量为mol，则：

3NO2(g)3NO(g)＋O3(g) △n

3 3 1 1

nmol mol-nmol

故反应物NO2的转化率α=×100%=45%；

Ⅱ．（1）对于反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0，升高温度、减小NO或O2的浓度以及增大容器的体积，均能使平衡向正反应方向移动，提高NO2的转化率；（2）反应进行到2min时NO2的转化率为0.4，则参加反应的NO2的物质的量为0.8mol，前2min内，以NO2表示该反应的化学反应速率为=0.2mol·L-1·min-1；（3）T℃ 时反应达到平衡时NO2的转化率为0.5，则：

2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

起始物质的量（mol） 2 0 0

变化物质的量（mol） 1 1 0.5

平衡物质的量（mol） 1 1 0.5

平衡时v正=v逆，即k正c2(NO2) =k逆c2(NO)·c(O2)，故===0.25；A点处NO2的转化率为0.3，则：

2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

起始物质的量（mol） 2 0 0

变化物质的量（mol） 0.6 0.6 0.3

终了物质的量（mol） 1.4 0.6 0.3

此时，=×=0.25×≈9.1。