Question

【题目】NO用途广泛，对其进行研究具有重要的价值和意义

（1）2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=akJmol-1的反应历程与能量变化关系如图所示。已知：第Ⅱ步反应为：NO3（g）+NO（g）=2NO2（g）△H=bkJmol-1

①第I步反应的热化学方程式为__。

②关于2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）的反应历程，下列说法正确的是__。

A．相同条件下，决定该反应快慢的步骤为第Ⅱ步反应

B．使用合适的催化剂会使E1、E2、E3同时减小

C．第I步反应为吸热反应，第Ⅱ步反应为放热反应

D．反应的中同产物是NO3和NO

（2）NO的氢化还原反应为2NO（g）+2H2（g）N2（g）+2H2O（g）。研究表明：某温度时，v正=kcm（NO）cn（H2），其中k=2.5×103mol（m+n-1）L（m+n-1）s-1．该温度下，当c（H2）=4.0×10-3molL-1时，实验测得v正与c（NO）的关系如图一所示，则m=___，n=___。

（3）NO易发生二聚反应2NO（g）N2O2（g）。在相同的刚性反应器中充入等量的NO，分别发生该反应。不同温度下，NO的转化率随时间（t）的变化关系如图二所示。

①该反应的△H___0（填“＞”“＜”或“=”）。

②T1温度下，欲提高NO的平衡转化率，可采取的措施为__（任写一条即可）。

③a、b处正反应速率va__vb（填”＞”“＜”或“=”），原因为___。

④e点对应体系的总压强为200kPa，则T2温度下，该反应的平衡常数kp=___kPa-1（Kp为以分压表示的平衡常数）

Answer 1

【答案】O2（g）+NO（g）=NO3（g） △H=（a-b）kJmol-1 AC 2 1 ＜ 增大NO浓度（或降温、压缩气体、及时分离N2O2等） ＞ 对应温度a点高于b点，NO的浓度a点大于b点

【解析】

（1）①总反应为：2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=akJmol-1，第Ⅱ步反应：NO3（g）+NO（g）=2NO2（g）△H=bkJmol-1

根据盖斯定律：第Ⅰ步反应=总反应-第Ⅱ步反应得到第Ⅰ步反应的热化学方程式；

②A、总反应的反应速率一般由历程中反应速率小的反应决定；

B、根据催化剂只改变反应速率，不能改变反应进程；

C、反应热△H=生成物的总能量-反应物的总能量，若生成物的总能量＞反应物的总能量，则反应吸热，反之相反；

D、NO3为第Ⅰ步反应的生成物、为第II步反应的反应物。

（2）将（1×10-3，1×10-5）和（2×10-3，4×10-5）代入v正=2.5×103cm（NO）cn（4.0×10-3）计算m、n值；

（3）①根据图象可知，温度T2＞T1，分析T2℃时NO的转化率小于T1℃时NO的转化率即可解答；

②能使该反应的平衡正向移动的措施均能提高NO的平衡转化率，结合反应正向移动的条件分析解答。

③a点NO的转化率小于b点，即体系中a点的c（NO）大与b点，并且a点温度大于b点，结合温度和浓度对化学反应速率影响解答；

④根据反应的三段式计算平衡时n（NO）、n（N2O2）和平衡分压p（NO）、p（N2O2），代入分压平衡常数Kp=中计算Kp。

（1）①总反应为：2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=akJmol-1，第Ⅱ步反应：NO3（g）+NO（g）=2NO2（g）△H=bkJmol-1，由盖斯定律有：第Ⅰ步反应=总反应-第Ⅱ步反应得到第Ⅰ步反应的热化学方程式O2（g）+NO（g）=NO3（g）△H=（a-b）kJmol-1；

②A、由图可知，第Ⅱ步反应的活化能高，导致第Ⅱ步反应速率慢，总反应的反应速率一般由历程中反应速率小的反应决定，所以决定该反应快慢的步骤为第Ⅱ步反应，故A正确；

B、催化剂会降低E1、E2，不能改变反应热E3，故B错误；

C、反应热△H=生成物的总能量-反应物的总能量，第I步反应中生成物的总能量＜反应物的总能量，第II步反应中生成物的总能量＞反应物的总能量，所以第I步反应为吸热反应，第Ⅱ步反应为放热反应，故C正确；

D、NO3为第Ⅰ步反应的生成物、为第II步反应的反应物，所以NO3为中间产物，但NO为反应的反应物，故D错误；

故答案为：AC；

（2）将（1×10-3，1×10-5）和（2×10-3，4×10-5）代入v正=2.5×103cm（NO）cn（4.0×10-3）有2.5×103×（1×10-3）m（4.0×10-3）n=1×10-5，2.5×103×（2×10-3）m（4.0×10-3）n=4×10-5，解得m=2，n=1；

（3）①根据“先拐先平，数值大”可知，温度T2＞T1，并且T2℃时NO的转化率小于T1℃时NO的转化率，即升高温度NO的转化率降低，则升高温度平衡逆向进行，所以逆向吸热、正反应放热，△H＜0；

②NO的二聚反应2NO（g）N2O2（g）正向是体积减小的放热反应，能使该反应的平衡正向移动的措施均能提高NO的平衡转化率，如加压、降温、增大NO浓度等，即：增大NO浓度（或降温、压缩气体、及时分离N2O2等）；

③a点NO的转化率小于b点，即体系中a点的c（NO）大于b点，并且a点温度大于b点，反应体系中温度越高、物质浓度越大，反应速率越快，即va＞vb；

④设起始时n（NO）=2mol，则反应三段式为

2NO（g）N2O2（g）

起始量（mol）2 0

变化量（mol）0.8 0.4

平衡量（mol）1.2 0.4

p（NO）=×200Mpa=150Mpa、p（N2O2）=50Mpa，所以c点时反应的平衡常数kp===kPa-1。