Question

【题目】氮和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)的基元反应如下（E为活化能）：

2NO(g)N2O2(g) E1=82kJ·mol-1 v=k1c2(NO)

N2O2(g)2NO(g) E-1=205kJ·mol-1 v=k-1c(N2O2)

N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) E2=82kJ·mol-1 v=k2 c(N2O2)·c(O2)

2NO2(g)N2O2(g) + O2(g) E-2=72kJ·mol-1 v=k-2 c2(NO2)

①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H=__kJ·mol-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=8.8×10-2L2·mol-2·s-1，当反应物浓度都是0.05mol·L-1时，反应的速率是__mol·L-1·s-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+SO2→2VO2+SO3（快） 4VO2+O2→2V2O5（慢）

下列说法正确的是__（填序号）。

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-1

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) H<0中1gP(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。

①T1__T2（填“>”“<”或者“=”)，温度为T1时化学平衡常数Kp=__。

②由平衡状态a到b，改变的条件是__。

Answer 1

【答案】-113 1.1×10-5 8 CD < 1×10-2 保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的

【解析】

(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，△H=E2+E1-E-1-E-2，平衡常数，据此计算；

②当反应物浓度都是0.05mol·L-1时，反应的速率为：kc2(NO)·c(O2)=8.8×102L2·mol2·s1×(0.05mol)3=1.1×105mol·L-1·s-1；缩小体积，压强增大；

(2)A.反应速率取决于慢反应速率；

B.VO2是该反应的中间态；

C.生成物总能量低，逆反应的活化能大于198kJ/mol；

D.根据有效碰撞理论，增大SO2的浓度可显著提高反应速率；

(3)①该反应的正反应为放热反应，温度越高，Kp越小；温度为T1时化学平衡常数，据此计算；

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；

(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-2=-113kJ·mol-1，平衡常数，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，故答案为：-113；；

②某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数：k=8.8×10-2L2·mol-2·s-1，当反应物浓度都是0.05mol·L-1时，反应的速率为：

kc2(NO)·c(O2)=8.8×102L2·mol2·s1×(0.05mol)3=1.1×105mol·L-1·s-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，故答案为：1.1×10-5；8；

(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；故答案为：CD；

(3)①该反应的正反应为放热反应，温度越高，Kp越小，则T1＜T2；温度为T1时化学平衡常数，故答案为：＜；1×10-2；

②根据坐标可知，由平衡状态a到b，改变的条件是保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的，故答案为：保持温度为T1，将容器体积缩小为原来的。