题目内容
【题目】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+ O2(g)
2NO2(g) △H上述反应分两步完成，如图1所示。
回答下列问题：
(1)写出反应①的热化学方程式(△H用含物理量E的等式表示)：___________。
(2)反应①和反应②中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是_______(填“反应①”或“反应②”)；对该反应体系升高温度，发现总反应速率变慢，其原因可能是_________(反应未使用催化剂)。
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。实验测得：v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO2)如表：
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO2)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | 0.50 |
①从0～2s该反应的平均速率v(NO2)=___________mol/(L·s)。
②T1温度时化学平衡常数K=___________mol－1·L。
③化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=___________。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。
【答案】2NO(g) 
N2O2(g) △H = -(E3-E4) kJ/ mol 反应② 决定总反应速率的是反应②，温度升高后反应①平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，温度升高对反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响，N2O2浓度减小导致反应②速率变慢 0.0875 8 k正/k逆 <
【解析】
（1）根据图象可知反应①为2NO（g）N2O2（g），其焓变△H=（E2-E3）kJ/mol；
（2）根据图象可知，反应①的活化能<反应②的活化能，反应①为快反应，反应②为慢反应，决定该反应速率的是慢反应；
决定正反应速率的是反应②，升高温度后反应①平衡逆向移动，造成N2O2浓度减小，但温度升高对应反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响；
（3）根据v=△c/△t计算出前5s内v（NO2），之间v（O2）=1/2v（NO2）计算；
2NO2（g）2NO（g）+O2（g）
初始（mol/L）0.04 0 0
转化（mol/L）0.02 0.02 0.01
平衡（mol/L）0.02 0.02 0.01
该温度下该反应的平衡常数K=0.022×0.01/0.022=0.01，2NO+O22NO2的化学平衡常数与2NO2（g）2NO（g）+O2（g）的平衡常数互为倒数；
(1)根据图象可知反应①的化学方程式为：2NO(g)N2O2(g)△H=(E2E3)kJ/mol，
故答案为：2NO(g)N2O2(g)△H=(E2E3)kJ/mol；
(2)根据图象可知,反应①的活化能<反应②的活化能,反应①为快反应,反应②为慢反应,决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是慢反应②；
对该反应体现升高温度,发现总反应速率变慢,可能原因是：决定正反应速率的是反应②,升高温度后反应①平衡逆向移动,造成N2O2浓度减小,温度升高对应反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响,N2O2浓度减小导致反应②速率变慢，
故答案为：反应②;决定正反应速率的是反应②,升高温度后反应①平衡逆向移动,造成N2O2浓度减小,温度升高对应反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响,N2O2浓度减小导致反应②速率变慢；
(3)前5s内v(NO2)=0.04mol/L0.03mol/L5s=0.002mol/(Ls),
则v(O2)=12v(NO2)=0.001mol/(Ls)；
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
初始(mol/L)0.04 1 0
转化(mol/L)0.02 0.35 0.35
平衡(mol/L)0.02 0.65 0.35
从0～2s该反应的平均速率v(NO2)=0.35/2/2=0.0875 mol/(L·s)
故答案为：0.0875 mol/(L·s)
② 反应进行大4-5秒时达到平衡状态
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
初始(mol/L)0.04 0 0 1
转化(mol/L)0.02 0.50 0.25 0.50
平衡(mol/L)0.02 0.5 0.25 0.50
改成浓度为 0.25 0.125 0.25
该温度下该反应的平衡常数K=0.25×0.25/0.25×0.25×0.125=8
则2NO+O22NO2的化学平衡常数K==8，
故答案为：8
③由于v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数只受温度影响
化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K= k正/k逆
若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则平衡逆向移动，则T1<T2
故答案为：k正/k逆；T<T
【题目】在T℃时，向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y，发生如下反应：2X(g)＋Y(g) 
aZ(g)＋W(g) ΔH＝－Q kJ/mol(Q>0)；该反应达到平衡后，放出的热量为Q1 kJ，物质X的转化率为α；若平衡后再升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小。请回答下列问题：
(1)化学计量数a的值为________。
(2)下列能说明该反应达到了化学平衡状态的是________(填序号)。
a．容器内压强一定 b．容器内气体的密度一定
c．容器内Z的分子数一定 d．容器内气体的质量一定
(3)维持T℃温度不变，若起始时向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有气体不参与反应)，则反应达到平衡后放出的热量是________kJ。
(4)维持T℃温度不变，若在一个和原容器体积相等的恒压容器N中加入2 mol X和1 mol Y，发生题给反应并达到平衡，则________(填“M”或“N”)容器中的反应先达到平衡状态，容器中X的质量分数M________N(填“>”、“<”或“＝”)。
(5)已知：该反应的平衡常数随温度的变化情况如表所示：
温度/℃ | 200 | 250 | 300 | 350 |
平衡常数K | 9.94 | 5.2 | 1 | 0.5 |
若在某温度下，2 mol X和1 mol Y在容器M中反应并达到平衡，X的平衡转化率为50%，则该温度为________℃。
