Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化、能量變化、速率變化及反應(yīng)的限度均是化學(xué)工作者研究的內(nèi)容。

（1）對于基元反應(yīng)（即反應(yīng)物一步轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)）mA+nBpC+qQ來說，其反應(yīng)速率v=k正cm（A）cn（B）（可逆反應(yīng)也存在類似的表達式），k為只與溫度有關(guān)的速率常數(shù)；對于非基元反應(yīng)（即不是一步完成的反應(yīng)），則速率公式中的m、n就不一定均等于A、B的化學(xué)計量數(shù)，若某一物質(zhì)對反應(yīng)速率無影響，則其不會出現(xiàn)在上述公式中。

某科研小組測量反應(yīng)“H2O2+2I+2H+I2+H2O”的部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示

c（H2O2）/（mol·L1）	c（I）/（mol·L1）	c（H+）/（mol·L1）	I2的生成速率（mol·L1·s1）
0.010	0.010	0.010	1.75106
0.030	0.010	0.10	5.25106
0.030	0.020	0.10	1.05105
0.030	0.020	0.20	1.05105

該反應(yīng)的反應(yīng)速率與濃度關(guān)系表達式為_________________，速率常數(shù)k=____________，該反應(yīng)_______（填“是”或“不是”）基元反應(yīng)。

（2）氮的氧化物是造成大氣污染的主要成分之一，有多種方法消除氮氧化物的污染。下列 反應(yīng)是消除污染的方法之一。

反應(yīng)Ⅰ：2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g） ΔH =746 kJ·mol1

反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+NO2（g）CO2（g）+ NO（g） ΔH=227 kJ·mol1

①寫出CO將NO2還原為單質(zhì)的熱化學(xué)方程式 。

②已知C≡O(shè)的鍵能為1076 kJ·mol1、C＝O的鍵能為745 kJ·mol1，則使1 mol NO2（g）、1 mol NO（g）分解成相應(yīng)的原子所需要的能量之差是___________。

（3）向某密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO、NO，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2CO（g）+2NO（g）N2（g）+2CO2（g） ΔH =746 kJ·mol1。測得反應(yīng)在不同溫度、壓強條件下，平衡混合物中CO2的體積分數(shù)如圖1所示。又知該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率公式為v逆=

k逆c2（CO2）·c（N2），實驗測得平衡時v逆與c（N2）的關(guān)系如圖2所示。

①圖Ⅰ中，A、B兩點對應(yīng)的平衡常數(shù)K（A）_________K（B）（填“＞”、“<”或“=”，下同），p1_______p2，C點所對應(yīng)的反應(yīng)中N2的產(chǎn)率是_______________。

②圖Ⅱ中，當(dāng)x點升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點為__________。

Answer 1

【答案】（1）v=k正c（H2O2）c（I）（2分） 1.75102（1分） 不是（1分）

（2） 4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g） ΔH =1200 kJ·mol1（2分） 187 kJ （2分）

（3）＞（1分） ＞（1分） 80%（2分） d（2分）

【解析】 （1）由表中數(shù)據(jù)知其它成分濃度不變時，生成I2的速率與c（H2O2）、c（H+）大小均成正 比但 與c（H+）大小無關(guān)，故有v=k正c（H2O2）c（I），將有關(guān)數(shù)據(jù)代入表達式中可得k=1.75102；對于該反應(yīng)，速率公式中的m、n不等于對應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)，即不是基元反應(yīng)，故該反應(yīng)不是一步完成的。

（2）用Ⅰ式+2II式即可得到4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g） ΔH = 1200 kJ·mol1；由反 應(yīng)Ⅱ可得：E（NO2）+E（C≡O(shè)）E（NO）2E（C=O）=227 kJ，代入鍵能數(shù)據(jù)可求出NO2、NO的鍵能 差為：E（NO2） E（NO）=187 kJ。

（3）①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)K越小；由圖像知B點溫度高，故K（A）＞K（B）。又溫度一定時，壓強越大，越有利于平衡向右進行，CO的體積分數(shù)越大，故p1＞p2。

2CO（g）+ 2NO（g）N2（g）+ 2CO2（g）

開始時物質(zhì)的量（mol） 1 1 0 0

變化的物質(zhì)的量（mol） x x 0.5x x

平衡時物質(zhì)的量（mol） 1x 1x 0.5x x

x/（20.5x）=50%，x=0.8，CO2 的理論產(chǎn)量是0.5 mol，故產(chǎn)率為80%。

②溫度升高平衡向左移動，導(dǎo)致c（N2）減小，但升高溫度后反應(yīng)速率加快，故對應(yīng)狀態(tài)為d。