Question

【题目】研究氮氧化物的反应机理，对于消除其对环境的污染具有重要意义。

（1）升高温度，绝大多数的化学反应速率增大，但是的反应速率却随着温度的升高而减小。查阅资料得知，该反应历程分为以下两步：

Ⅰ．（快） 正正 逆逆

Ⅱ．（慢）

正正 逆逆

回答：

①反应的____（用含和的式子表示）。一定温度下，反应达到平衡状态，写出用正、逆、正、逆表示的平衡常数表达式____。

②决定反应速率的是反应Ⅱ，则反应Ⅰ的活化能与反应Ⅱ的活化能的大小关系为____（填“”“”或“”）。

（2）亚硝酸氯（）是有机合成中重要的试剂，可与在一定条件下合成。在容器恒温条件下，将物质的量之和为的和以不同的氮氯比进行如下反应： ，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系结果如下图。

①判断图中温度、的关系：____。（填“”、“”或“”）

②图中纵坐标为物质____（填化学式）的转化率，理由是_____。

③图中、、三点中平衡时体积分数最大的是____。（填“”、“”或“”）

④温度下，该反应的平衡常数____。

Answer 1

【答案】 当升高，反应物转化率大 160

【解析】

（1）①运用盖斯定律，将方程式叠加，就可以得到相应反应的热化学方程式；根据反应达到平衡时正、逆反应速率相等，结合速率与物质浓度关系，可得K的表达式；再利用温度对化学平衡的影响，分析温度与化学平衡常数的关系；

②根据活化能高反应速率慢，活化能低化学反应速率快，比较二者活化能的大小；然后利用温度对化学平衡移动的影响，结合物质浓度的变化，确定物质的位置；

（2）①2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)△H<0．反应为放热反应，升温平衡逆向进行，结合图象变化分析判断；

②NO和Cl2以不同的氮氯比反应，图象中转化率随比值增大而增大，两种反应物增加一种会提高另一种的转化率；

③方程式中NO和Cl2的系数比为2:1，按照此反应比，氯气转化率最大时得到产物的体积分数最大；

④结合三行计算列式计算A点平衡常数，温度不变平衡常数不变。

(1) ①I .2NO(g) N2O2(g) △H1<0；II.N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) △H2<0，I+II可得：2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) △H=△H1+△H2；

当该反应达到平衡时，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)×c(O2)，则是K==；

②2NO(g) +O2(g) 2NO2(g)反应的快慢由反应速率慢的反应II决定，所以反应的活化能E1<E2；

(2) ①2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)△H<0．反应为放热反应，升温平衡逆向进行，一定氮氯比条件下，升温平衡逆向进行，反应物平衡转化率减小，则T1<T2；

②保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比()进行反应，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示，越大，相当于增加NO的量，此时转化率越大，说明纵轴表示的是氯气的转化率，故答案为：Cl2；增加时氯气转化率增大；

③方程式中NO和Cl2的系数比为2:1，按照此反应比，氯气转化率最大时得到产物的体积分数最大，图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是：A，故答案为：A；

④2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)△H<0．保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比()进行反应，A点氯气转化率为0.8，=2，体积为2L，结合三行计算列式计算，

平衡常数 K==160，故答案为：160。