Question

在一定条件下，NO与NO₂混合可生成N₂O₃，反应的化学方程式为：NO(g)+NO₂(g)N₂O₃(g)   ΔH<0
下图表示一定量的NO、NO₂混合气体发生反应时，NO₂浓度在前25s内的变化。该反应进行到45s时达到平衡，测得NO₂浓度约为0.010mol/L。

（1）前20s内，NO₂的平均反应速率为_________________。
（2）其他条件不变，①升高温度，NO₂的转化率_______ （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②压缩气体体积，该反应平衡向_______移动（填“正向”或“逆向”）。
（3）若反应延续至70秒，请在答题卡图中画出25秒至70秒的反应进程曲线。
（4）若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在答题卡图中画出加催化剂后的反应进程曲线。
（5）NO、NO₂的混合气体用NaOH溶液吸收，得到的盐只有一种，则该反应的离子方程式为：___________________________________，该反应的氧化剂是______________。

Answer 1

（16分）
（1）1.1×10^－3 mol·L^－1·s^－1（3分，单位、有效数字错漏合扣1分）
（2）①减小（2分）  ②正向（2分）
（3）、（4）（如图，各2分，共4分，注意曲线起点、斜率、平衡点要素有错，每个要素扣1分直至0分，使用催化剂不标注扣1分）

（5）NO + NO₂ + 2OH^－=2NO₂^－+ H₂O（3分）；   NO₂（2分）

解析试题分析：（1）起始时、20s时二氧化氮浓度分别为0.040 mol·L^－1、0.018 mol·L^－1，则前20s内二氧化氮的平均反应速率===1.1×10^－3mol/(L?s)；（2）①ΔH<0，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向吸热反应或逆反应方向移动，则二氧化氮的平衡转化率减小；②NO(g)+NO₂(g)N₂O₃(g)的正反应是气体体积减小的反应，压缩容器的体积就是增大压强，使平衡向气体体积减小方向或正反应方向移动；（3）依题意，该反应达到平衡的时间是45s，则25s～45s，二氧化氮的浓度由0.018mol/L逐渐减小至0.010mol/L，45s～70s二氧化氮的浓度保持不变；（4）画图要点：①催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，因此达到平衡的时间小于45s；②催化剂对平衡移动无影响，加入催化剂不能使平衡移动，则平衡时及平衡后二氧化氮的浓度为0.010mol/L；（5）依题意，等物质的量的NO与NO₂反应生成N₂O₃，N₂O₃溶于水时得到亚硝酸，HNO₂与NaOH发生中和反应，生成亚硝酸钠和水，由此推断混合气体溶于氢氧化钠溶液的原理为：NO + NO₂ + 2OH^－=2NO₂^－+ H₂O；该反应中NO是还原剂，所含氮元素由+2升为+3价，而NO₂是氧化剂，所含氮元素由+4降为+2价。
考点：考查化学反应原理，涉及反应物的浓度—时间图像、平均反应速率的计算、外界条件对平衡移动的影响、画反应物浓度随时间变化示意图、催化剂对反应速率和平衡移动的影响、离子方程式、氧化还原反应中的氧化剂等。