Question

【题目】氮硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。

（1）2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H的反应机理和各基元反应（基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应）的活化能为：

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，平衡常数K与上述反应速率常数k1、k-1、k2、k-2的关系式为K=_______；

②某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2L2mol-2s-1，当反应物浓度都是0.05molL-1时，反应的速率是__________________molL-1s-1；若此时缩小容器的体积，使气体压强增大为原来的2倍，则反应速率增大为之前的______倍。

（2）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图1所示。在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5+SO22VO2+SO3(快)4VO2+O22V2O5(慢)

下列说法正确的是___________

A．反应速率主要取决于V2O5的质量
B．VO2是该反应的催化剂

C．逆反应的活化能大于198kJ/mol
D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率

（3）某研究小组研究T1℃、T2℃时，氮硫的氧化物的转化：NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)中lgP(NO2)和lgP(SO3)关系如图2所示，实验初始时体系中的P(NO2)和P(SO2)相等、P(NO)和P(SO3)相等。

①根据题意可知：T1______T2（填“＞”“＜”或者“=”）,理由是___________________。

②由平衡状态a到b，改变的条件是__________________。

（4）工业上可用NaClO碱性溶液或“亚硫酸盐法”吸收SO2。为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂。催化过程如图3所示。

①过程2的离子方程式_______________________________。

②Ca(C1O)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaC1O更好，原因是________________。

Answer 1

【答案】-113 1.1×10-5 8 CD ＜ 该反应为放热反应，温度越高，Kp越小 将容器体积缩小为原来的0.1 2NiO2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2O Ca2+和SO42-结合生成微溶的硫酸钙，有利于反应的进行

【解析】

根据基元反应原理，总反应可分为几步简单反应，可逆反应存在正反两方向的简单反应，寻找规律，速率常数k等于反应物的浓度的反应系数指数幂乘积，据此回答问题。

（1）①根据基元反应含义，第1、3反应为正方向的2个基元反应，第2、4为逆方向的2个基元反应，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=E2+E1-E-1-E-1=-113kJmol-1，平衡常数K=，反应到达平衡时，v正=v逆，所以k1c2(NO)= k－1c(N2O2)，k2c(N2O2)·c(O2)= k－2c2(NO2)，则有；

②某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2L2mol-2s-1，当反应物浓度都是0.05molL-1时，反应的速率为molL-1s-1；若此时缩小容器的体积，使气体压强增大为原来的2倍，浓度增大为原来的2倍，则反应速率增大为之前的23=8倍。

（2）A．V2O5的质量不影响反应速率，反应速率取决于慢反应速率，A错误；

B．VO2是该反应的中间态，并非催化剂，催化剂为V2O5，B错误；

C．生成物总能量低，逆反应的活化能大于198kJ/mol，C正确；

D．根据有效碰撞理论，增大SO2的浓度可显著提高反应速率，D正确；

答案为CD。

（3）①根据题意可知：T1＜T2，理由是该反应为放热反应，温度越高，Kp越小。

②根据坐标可知，由平衡状态a到b，改变的条件是将容器体积缩小为原来的0.1。

（4）工业上可用NaClO碱性溶液或“亚硫酸盐法”吸收SO2。为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂。

①从箭头指向可知，过程2的离子方程式2NiO2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2O。

②Ca(C1O)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaC1O更好，原因是Ca2+和SO42-结合生成微溶的硫酸钙，有利于反应的进行。