Question

【题目】消除尾气中的NO是环境科学研究的热点课题。

I．NO氧化机理

已知：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-110kJ·mol-1

25℃时，将NO和O2按物质的量之比为2:1充入恒容反应容器中，用测压法研究其反应的进行情况。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(忽略NO2与N2O4的转化)

t/min	0	80	160
p/kPa	75.0	63.0	55.0	55.0

（1）0~80min，v(O2)=_____kPa/min；随着反应进行，反应速率逐渐减小的原因是______________。

用平衡分压代替平衡浓度所得到的平衡常数用K(p)表示，25℃时，K(p)的值为_______(保留3位有效数字)。

（2）查阅资料，对于总反应2NOg)+O2(g) 2NO2(g)有如下两步历程

第一步2NO(g) N2O2(g) 快速反应

第二步N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) 慢反应

总反应速率主要由第_____步决定；若利用分子捕获器适当减少反应容器中的N2O2，总反应的平衡常数K(p)将___(填“增大”、“减小”或“不变”)；若提高反应温度至35℃，则体系压强P(35℃)______P(25℃)(填“大于”、“等于”或“小于”)。

II. 某温度下一密闭容器中充入一定量的NO2，测得NO2浓度随时间变化的曲线如上图所示。

（1）反应体系达平衡后压强为P1，若升高温度，再次达平衡后，混合气体的平均相对分子质量______填“增大”、“减小”或“不变”；

（2）若在恒温恒容条件下，向平衡体系中充入一定量O2，再次达平衡后，测得压强为P2，c(O2)=0.09mol/L，则P2：P1=______

（3）该温度下反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的化学平衡常数K为______。

Answer 1

【答案】0.15 反应物浓度减小，反应速率降低 3.2 二 不变 大于 减小 13：5 100L/mol

【解析】

I． 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)

初始：2n n

反应：2x x 2x

80min：2n-2x n-x 2x

160min：2n-2x n-x 2x

80min：3n=75.0，2n-2x+n-x+2x=63.0，则x=12.0kPa；

160min：3n=75.0，2n-2x+n-x+2x=55.0，则x=20.0kPa；

（1）0~80min，O2减少的分压为12.0kPa，v(O2)=12.0kPa/80min=0.15 kPa/min；随反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，则反应速率减慢；K(p)=(55.0×)2/[55.0××(55.0×)2]=3.20；

（2）反应速率慢的步骤决定总反应速率的快慢；平衡常数K(p)与温度有关，降低容器中的N2O2，温度未变，则K(p)不变；若提高反应温度至35℃，正反应为放热反应，则平衡逆向移动，则体系的压强增大，K(p)增大，则p(35℃)大于p(25℃)；

II.（1）2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) △H=+110kJ/mol，升高温度平衡向吸热的方向移动，则气体的总物质的量增大，气体总质量不变，则摩尔质量减小，相对分子质量减小；

（2）2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)

初始：0.040

反应：0.020 0.020 0.010

平衡：0.02 0.020 0.010

反应：2x 2x x

平衡：0.02+2x 0.020-2x 0.09

P2：P1=(0.040+0.09):0.050=13:5；

（2）温度未变，则化学平衡常数未变，K==100。