Question

【題目】氮和硫的氧化物是造成大氣污染的主要物質。研究它們的反應機理，對于消除環境污染有重要意義。

（1）2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的基元反應如下（E為活化能）：

2NO(g)N2O2(g) E1=82kJ·mol-1 v=k1c2(NO)

N2O2(g)2NO(g) E-1=205kJ·mol-1 v=k-1c(N2O2)

N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) E2=82kJ·mol-1 v=k2 c(N2O2)·c(O2)

2NO2(g)N2O2(g) + O2(g) E-2=72kJ·mol-1 v=k-2 c2(NO2)

①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H=__kJ·mol-1，平衡常數K與上述反應速率常數k1、k-1、k2、k-2的關系式為K=__；

②某溫度下反應2NO(g) +O2(g)2NO2(g)的速率常數k=8.8×10-2L2·mol-2·s-1，當反應物濃度都是0.05mol·L-1時，反應的速率是__mol·L-1·s-1；若此時縮小容器的體積，使氣體壓強增大為原來的2倍，則反應速率增大為之前的__倍。

（2）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應過程中能量變化如圖1所示。在V2O5存在時，該反應的機理為：V2O5+SO2→2VO2+SO3（快） 4VO2+O2→2V2O5（慢）

下列說法正確的是__（填序號）。

a.反應速率主要取決于V2O5的質量

b.VO2是該反應的催化劑

c.逆反應的活化能大于198kJ·mol-1

d.增大SO2的濃度可顯著提高反應速率

（3）某研究小組研究T1℃、T2℃時，氮硫的氧化物的轉化：NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g) H<0中1gP(NO2)和lgP(SO3）關系如圖2所示，實驗初始時體系中的P(NO2)和P(SO2）相等、P(NO)和P(SO3)相等。

①T1__T2（填“>”“<”或者“=”)，溫度為T1時化學平衡常數Kp=__。

②由平衡狀態a到b，改變的條件是__。

Answer 1

【答案】-113 1.1×10-5 8 CD < 1×10-2 保持溫度為T1，將容器體積縮小為原來的

【解析】

(1)①根據基元反應含義，第1、3反應為正方向的2個基元反應，第2、4為逆方向的2個基元反應，△H=E2+E1-E-1-E-2，平衡常數，據此計算；

②當反應物濃度都是0.05mol·L-1時，反應的速率為：kc2(NO)·c(O2)=8.8×102L2·mol2·s1×(0.05mol)3=1.1×105mol·L-1·s-1；縮小體積，壓強增大；

(2)A.反應速率取決于慢反應速率；

B.VO2是該反應的中間態；

C.生成物總能量低，逆反應的活化能大于198kJ/mol；

D.根據有效碰撞理論，增大SO2的濃度可顯著提高反應速率；

(3)①該反應的正反應為放熱反應，溫度越高，Kp越小；溫度為T1時化學平衡常數，據此計算；

②根據坐標可知，由平衡狀態a到b，改變的條件是將容器體積縮小為原來的；

(1)①根據基元反應含義，第1、3反應為正方向的2個基元反應，第2、4為逆方向的2個基元反應，2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=E2+E1-E-1-E-2=-113kJ·mol-1，平衡常數，反應到達平衡時，v正=v逆，所以k1c2（NO）= k－1c（N2O2），k2c（N2O2）·c（O2）= k－2c2（NO2），則有，故答案為：-113；；

②某溫度下反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常數：k=8.8×10-2L2·mol-2·s-1，當反應物濃度都是0.05mol·L-1時，反應的速率為：

kc2(NO)·c(O2)=8.8×102L2·mol2·s1×(0.05mol)3=1.1×105mol·L-1·s-1；若此時縮小容器的體積，使氣體壓強增大為原來的2倍，濃度增大為原來的2倍，則反應速率增大為之前的23=8倍，故答案為：1.1×10-5；8；

(2)A.V2O5的質量不影響反應速率，反應速率取決于慢反應速率，A錯誤；

B.VO2是該反應的中間態，并非催化劑，催化劑為V2O5，B錯誤；

C.生成物總能量低，逆反應的活化能大于198kJ/mol，C正確；

D.根據有效碰撞理論，增大SO2的濃度可顯著提高反應速率，D正確；故答案為：CD；

(3)①該反應的正反應為放熱反應，溫度越高，Kp越小，則T1＜T2；溫度為T1時化學平衡常數，故答案為：＜；1×10-2；

②根據坐標可知，由平衡狀態a到b，改變的條件是保持溫度為T1，將容器體積縮小為原來的，故答案為：保持溫度為T1，將容器體積縮小為原來的。