Question

【題目】研究NO的性質對建設美麗家鄉，打造宜居環境具有重要意義。

(1)自然界在閃電時，生成NO的反應方程式為__________________。

(2)T℃時在容積為2L的恒容密閉容器中，充入NO和O2發生反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，不同時刻測得容器中n(NO)、n(O2)如表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	1	0.6	0.4	0.2	0.2	0.2
n(O2)/mol	0.6	0.4	0.3	0.2	0.2	0.2

①在T℃下，0~2s時，該反應的平均反應速率=________；

②該溫度下反應的平衡常數K=________，在T℃下，能提高NO的平衡轉化率的措施有_______、________。

(3)已知NO和O2反應的歷程如圖，回答下列問題：

①寫出其中反應①的熱化學方程式也(△H用含物理量E的等式表示)：________。

②試分析上述基元反應中，反應①和反應②的速率較小的是_____（選填“反應①”或“反應②”）；已知反應①會快速建立平衡狀態，反應②可近似認為不影響反應①的平衡。對該反應體系升高溫度，發現總反應速率變慢，其原因可能是____________。

Answer 1

【答案】N2＋O22NO 0.15mol·L－1·s－1 160.0L·mol－1 增大O2的濃度 增大體系壓強 2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3－E2)kJ·mol－1 反應② 因為反應①為放熱反應，升高溫度，反應①平衡逆向移動，導致c(N2O2)減小，反應②變慢，而反應②為慢反應是總反應速率的決速反應

【解析】

(2)根據計算化學反應速率；根據求算平衡常數；

(3)根據△H=生成物的總能量－反應物的總能量求算△H；

(4)一般來說，活化能越大，化學反應速率越慢。

(1)在閃電時，N2和O2會發生化合反應生成NO，化學方程式為N2＋O22NO；

(2)①在T℃下，0～2s時，n(NO)從1mol降低到0.4mol，變化了0.6mol，容器體積為2L。根據，帶入數據，有；

②根據方程式，從開始到平衡，消耗n(NO)=1mol－0.2mol=0.8mol，則生成n(NO2)=0.8mol。平衡時，NO、O2、NO2的物質的量分別為0.2mol、0.2mol、0.8mol，容器體積為2L，平衡常數，帶入數據，有；

在T℃下，提高NO的轉化率，需平衡向正反應方向移動，需要注意的是，溫度已經限定，不能改變溫度。則增大NO的轉化率，可以增大O2的濃度；該反應是氣體分子數減小的反應，可以壓縮體積，增大壓強；

(3)①根據圖像，反應①為NO(g)反應化合生成N2O2(g)，根據△H=生成物的能量－反應物的能量，則熱化學方程式：2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3－E2)kJ·mol－1；

②一般來說，活化能越大，化學反應速率越慢。反應①的活化能為E4－E3，反應②的活化能為E5－E2，根據圖示，反應②的活化能大，化學反應速率較小；

化學反應速率慢的基元反應是總反應的決速步，反應②的活化能大，化學反應速率較小，是總反應的決速步。從圖示看，反應①和②都是放熱反應，升高溫度，平衡均逆向移動，由于反應①快速達到平衡，則反應①的產物N2O2的濃度會減小，但對于反應②來說，c(N2O2)減小，會使得反應②的反應速率減小，而反應②是總反應的決速步，因此總反應速率變慢。答案：因為反應①為放熱反應，升高溫度，反應①平衡逆向移動，導致c(N2O2)減小，反應②變慢，而反應②為慢反應是總反應速率的決速反應。