Question

【題目】（1）在恒溫恒容條件下，將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度c隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示。

①0～10min的平均反應(yīng)速率：v((NO2)=___________mol·L－1·min－1。

②a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)速率v(正)＞v(逆)的點(diǎn)是___________。

③上述反應(yīng)反應(yīng)進(jìn)行到25min時(shí)，繼續(xù)向容器內(nèi)充入一定量NO2，重新達(dá)到平衡后，混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)將___________(填“增大”“不變”或“減小”)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。

（2）一定溫度下恒容容器中，反應(yīng)2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，在碘蒸氣存在時(shí)能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為：

第一步I2(g)2I(g)(快反應(yīng))

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應(yīng))

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g)(快反應(yīng))

實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k為速率常數(shù)）。下列表述正確的是___________(填標(biāo)號(hào))。

a．N2O分解反應(yīng)中，k(含碘)>k(無碘）b．第一步對(duì)總反應(yīng)速率起決定作用

c．第二步活化能比第三步大d．I2濃度與N2O分解速率無關(guān)

（3）F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng)：

其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡，體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示（t=∞時(shí)，N2O5(g)完全分解）：

t/min	0	40	80	160	260	1300	1700	∞
p/kPa	36.0	40.5	42.6	45.9	49.2	61.2	62.3	64.0

①25℃時(shí)2NO2(g)N2O4(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=___________kPa－1。

②t=200min時(shí)，測得體系中p(N2O4)=6.5kPa，則此時(shí)的N2O5轉(zhuǎn)化率為___________。(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))

Answer 1

【答案】0.04 c 減小 1.1 ac 0.065 31.9%

【解析】

反應(yīng)速率計(jì)算時(shí)，要注意題中給出的是濃度的變化值還是物質(zhì)的量的變化值；當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，表示反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，反之，則反應(yīng)在建立平衡的過程中；對(duì)于一個(gè)由多步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的總包反應(yīng)而言，其中決定總包反應(yīng)快慢的是慢反應(yīng)步驟，也稱之為速率控制步驟；N2O5的分解是完全進(jìn)行的反應(yīng)，而N2O4的轉(zhuǎn)化是可逆的反應(yīng)；在處理與氣體有關(guān)的反應(yīng)時(shí)，要注意對(duì)公式的靈活運(yùn)用。

(1)①由圖可知，0至10min，濃度上升的為NO2，其濃度變化0.4mol/L，所以平均反應(yīng)速率為0.04mol·L-1·min-1；

②由圖可知，b點(diǎn)和d點(diǎn)，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，所以正逆反應(yīng)速率相等；a點(diǎn)處于非平衡狀態(tài)，但NO2濃度在上升，所以處于逆向建立平衡的過程中，正反應(yīng)速率更小；c點(diǎn)處于非平衡狀態(tài)，并且NO2濃度下降，所以c點(diǎn)滿足正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；

③由反應(yīng)方程式可知，繼續(xù)通入一定量的NO2會(huì)使體系內(nèi)壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，因此NO2的體積分?jǐn)?shù)會(huì)減��；由圖中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算：；

(2)A．通過分析可知，I2可視作N2O分解的催化劑，A項(xiàng)正確；

B．第一步和第三步反應(yīng)為快速反應(yīng)，對(duì)整個(gè)反應(yīng)的速率無影響；第二步是慢速反應(yīng)，對(duì)整個(gè)反應(yīng)的速率起決定作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．活化能越大，則反應(yīng)速率越慢，所以第二步反應(yīng)的活化能比第三步大，C項(xiàng)正確；

D．由含碘時(shí)，N2O的分解速率方程可知，I2的濃度會(huì)影響分解速率，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選AC；

(3)①若只發(fā)生N2O5的分解反應(yīng)，由公式可知，最終總壓為，其中，；由于要發(fā)生NO2的二聚反應(yīng)，列三段式：

，由于最終容器內(nèi)總壓為64kPa，即：，所以x=52kPa，所以；

②由①中計(jì)算的平衡常數(shù)可知，此時(shí)，那么NO2未發(fā)生二聚反應(yīng)前分壓為23kPa，進(jìn)一步的，反應(yīng)消耗掉的N2O5的分壓為11.5kPa，所以轉(zhuǎn)化率：。