[题目]氮的氧化物是造成大气污染的主要物质.研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义.NO在空气中存在如下反应:2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H上述反应分两步完成.如图1所示.回答下列问题:(1)写出反应①的热化学方程式(△H用含物理量E的等式表示): .(2)反应①和反应②中.一个是快反应.会快速建立平衡状态.而� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H上述反应分两步完成，如图1所示。

回答下列问题：

(1)写出反应①的热化学方程式(△H用含物理量E的等式表示)：___________。

(2)反应①和反应②中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是_______(填“反应①”或“反应②”)；对该反应体系升高温度，发现总反应速率变慢，其原因可能是_________(反应未使用催化剂)。

(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。实验测得：v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO2)如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n(NO2)/mol	1.00	0.80	0.65	0.55	0.50	0.50

①从0～2s该反应的平均速率v(NO2)=___________mol/(L·s)。

②T1温度时化学平衡常数K=___________mol－1·L。

③化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=___________。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。

【答案】2NO(g) N2O2(g) △H = -(E3-E4) kJ/ mol 反应② 决定总反应速率的是反应②，温度升高后反应①平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，温度升高对反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响，N2O2浓度减小导致反应②速率变慢 0.0875 8 k正/k逆 <

【解析】

（1）根据图象可知反应①为2NO（g）N2O2（g），其焓变△H=（E2-E3）kJ/mol；

（2）根据图象可知，反应①的活化能<反应②的活化能，反应①为快反应，反应②为慢反应，决定该反应速率的是慢反应；

决定正反应速率的是反应②，升高温度后反应①平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，但温度升高对应反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响；

（3）根据v=△c/△t计算出前5s内v（NO2），之间v（O2）=1/2v（NO2）计算；

2NO2（g）2NO（g）+O2（g）

初始（mol/L）0.04 0 0

转化（mol/L）0.02 0.02 0.01

平衡（mol/L）0.02 0.02 0.01

该温度下该反应的平衡常数K=0.022×0.01/0.022=0.01，2NO+O22NO2的化学平衡常数与2NO2（g）2NO（g）+O2（g）的平衡常数互为倒数；

(1)根据图象可知反应①的化学方程式为：2NO(g)N2O2(g)△H=(E2E3)kJ/mol，

故答案为：2NO(g)N2O2(g)△H=(E2E3)kJ/mol；

(2)根据图象可知,反应①的活化能<反应②的活化能,反应①为快反应,反应②为慢反应,决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是慢反应②；

对该反应体现升高温度,发现总反应速率变慢,可能原因是：决定正反应速率的是反应②,升高温度后反应①平衡逆向移动,造成N2O2浓度减小,温度升高对应反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响,N2O2浓度减小导致反应②速率变慢，

故答案为：反应②;决定正反应速率的是反应②,升高温度后反应①平衡逆向移动,造成N2O2浓度减小,温度升高对应反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响,N2O2浓度减小导致反应②速率变慢；

(3)前5s内v(NO2)=0.04mol/L0.03mol/L5s=0.002mol/(Ls),

则v(O2)=12v(NO2)=0.001mol/(Ls)；

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

初始(mol/L)0.04 1 0

转化(mol/L)0.02 0.35 0.35

平衡(mol/L)0.02 0.65 0.35

从0～2s该反应的平均速率v(NO2)=0.35/2/2=0.0875 mol/(L·s)

故答案为：0.0875 mol/(L·s)

② 反应进行大4-5秒时达到平衡状态

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

初始(mol/L)0.04 0 0 1

转化(mol/L)0.02 0.50 0.25 0.50

平衡(mol/L)0.02 0.5 0.25 0.50

改成浓度为 0.25 0.125 0.25

该温度下该反应的平衡常数K=0.25×0.25/0.25×0.25×0.125=8

则2NO+O22NO2的化学平衡常数K==8，

故答案为：8

③由于v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数只受温度影响

化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K= k正/k逆

若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则平衡逆向移动，则T1<T2

故答案为：k正/k逆；T<T

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