题目内容
【题目】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题
（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。
（2）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O5(g)完全分解）：
t/min | 0 | 40 | 80 | 160 | 260 | 1300 | 1700 | ∞ |
p/kPa | 35.8 | 40.3 | 42.5. | 45.9 | 49.2 | 61.2 | 62.3 | 63.1 |
①已知：2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=4.4 kJ·mol1 ，2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=55.3 kJ·mol1，则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol1。
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×P(N2O5)(KPa/min)。t=62 min时，测得体系中P(O2)=2.9 kPa，则此时的P(N2O5)=________ kPa，v=_______kPa·min1。
③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”）。
④25℃时N2O4(g)
2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
（3）对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：
第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标号)。
A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高
【答案】O2 53.1 30.0 6.0×10－2 大于 13.4 AC
【解析】
（1）根据氧化还原反应规律，氯气与干燥的硝酸银反应生成N2O5和AgCl及O2；
（2）①根据盖斯定律，1/2×①-②即可求出该反应的ΔH；
②在恒容容器中，气体的分压和物质的量成正比，故此题中可用 P代替各物质的量使用；据此进行相关计算；
③根据pV=nRT，恒容容器中，升高温度T增大，所以总压强p增大；
④根据题中63.1 kPa 数值，p(O2)=1/2×35.8 kPa ，所以p(NO2)+ p(N2O4)=(63.1-1/2×35.8)=45.2 kPa。根据反应前后氮原子守恒可知：p(NO2)+ 2p(N2O4)= 35.8 ×2=71.6 kPa ，解得p(NO2)，p(N2O4)，进而求出Kp。
（3）A项，第二步反应不会造成 NO2和 NO3的快速减少，因此第一步反应快速平衡后的正、逆反应速率均比第二步要快的多；
B项，中间产物除了NO3还有NO ；
C项，有效碰撞是活化分子间取向合适时的碰撞，不可能所有的碰撞都有效；
D项，活化能越低，反应速率越快。
（1）根据氧化还原反应规律，反应产物应为N2O5、AgCl及O2，其中氧化产物为O2；综上所述，本题答案是：O2。
（2）①已知：①2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=4.4 kJ·mol1 ，②2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=55.3 kJ·mol1；根据盖斯定律，1/2×①-②, 则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH =1/2×(4.4)+55.3=53.1 kJ·mol1；综上所述，本题答案是：53.1。
②在恒容容器中，气体的分压和物质的量成正比，故此题中可用 P代替各物质的量使用；t=62 min时，P(O2)=2.9 kPa，因此P(N2O5)=（35.8-2×2.9）=30.0 kPa；v=2×10-3×30.0=6.0×10－2 kPa·min1；综上所述，本题答案是：30.0；6.0×10－2。
③根据pV=nRT，恒容容器中，升高温度T增大，所以总压强p增大。NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，因此总压强大于63.1 kPa ；综上所述，本题答案是：大于。
④根据题中63.1 kPa 数值，p(O2)=1/2×35.8 kPa ，所以p(NO2)+ p(N2O4)=(63.1-1/2×35.8)=45.2 kPa。根据反应前后氮原子守恒可知：p(NO2)+2p(N2O4)= 35.8×2=71.6 kPa ，解得p(NO2)=18.8 kPa, p(N2O4)=26.4kPa；Kp= p2(NO2)/ p(N2O4)= (18.8)2/26.4=13.4 kPa ；综上所述，本题答案是：13.4。
（3）A项，由“近似认为第二步反应不影响第一步的平衡”可知，第二步反应不会造成 NO2和 NO3的快速减少，因此第一步反应快速平衡后的正、逆反应速率均比第二步要快的多，故A项正确；
B项，由三个方程式可知，中间产物除了NO3还有NO，故B项错误；
C项，有效碰撞是活化分子间取向合适时的碰撞，不可能所有的碰撞都达到这一要求，因此不可能所有的碰撞都有效，故C项正确；
D项，活化能越低，反应速率越快，而第三步反应是快反应，说明其活化能较低，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为AC。
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