Question

【题目】研究氮氧化物等大气污染物对打造宜居环境具有重要意义。NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，其反应历程分两步：

①2NO(g)N2O2(g)(快反应) v1正=k1正·c2(NO)， v1逆=k1逆·c(N2O2) ΔH1<0

②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢反应) v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2)， v2逆=k2逆·c2(NO2) ΔH2<0

反应历程的能量变化如图：

请回答下列问题：

（1）反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH__0（填“>”、“<”或“=”）。

（2）决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率是反应②，E4+E2__E5+E3(填“>”、“<”或“=”)。

（3）一定温度下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常数的表达式K=___。

（4）T1℃下一密闭容器中充入一定量的NO2，测得NO2浓度随时间变化的曲线如图所示。前5秒内O2的平均生成速率为___；T1℃下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的化学平衡常数K=__。

（5）对于（4）中的反应体系达平衡后，若降低温度，再次达平衡后，混合气体的平均相对分子质量___(填“增大”、“减小”或“不变”)；对于（4）中的反应体系达平衡后，若在恒温恒容条件下，追加NO2，再次达平衡后，NO2的体积分数___(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（6）对于（4）中的反应体系达平衡后(压强为P1)，若在恒温恒容条件下，向其中充入一定量O2，再次达平衡后，测得压强为P2，P1︰P2 = 5︰8，则再次平衡时NO2的浓度为___mol·L-1。（精确到小数点后两位）

Answer 1

【答案】< < 0.1mol·L-1·s-1 1 增大 增大 2.67

【解析】

（1）该反应ΔH=E1-E3>0，故答案为：<；

（2）反应①的活化能为E4-E2，反应②的活化能为E5-E3，根据题意可知反应②的活化能大于反应①的活化能为，即E4-E2< E5-E3，故E4+E2<E5+E3，故答案为：<；

（3）该反应平衡常数，反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，即k1正c2（NO）×k2正c（N2O2）c（O2）=k1逆c（N2O2）×k2逆c2（NO2），所以，故答案为：；

（4）前5s内，则v(O2)=0.1mol/(L·s)。利用三段式：

所给反应平衡常数；故答案为：0.1mol·L-1·s-1；1；

（5）平均相对分子质量，反应为放热反应，降低温度，平衡右移，总质量不变，但气体总物质的量减小，故平均相对分子质量增大；恒温恒容条件下追加NO2， NO2浓度增大，根据勒夏特列原理可知虽然平衡左移，但NO2浓度依然增大，故答案为：增大；增大：

（6）恒温恒容条件下，压强之比等于气体总物质的量之比，由P2，P1︰P2 = 5︰8可知充入氧气前后气体总物质的量之比为5︰8，设容器体积为V，则充入氧气前气体总物质的量为（2+2+1）V，所以再次达到平衡时物质的量为8V，设再次达到平衡时NO2浓度为amol/L，则充入氧气后反应平衡右移转化的NO为（a-2）mol/L，平衡时NO浓度为（4-a）mol/L，氧气的浓度为8-（4-a）-a=4mol/L，由于温度不变，故平衡常数K不变，K=1，所以，解得a≈2.67mol/L，故答案为：2.67。