Question

研究NO的性质对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。

(1)自然界在闪电时，生成NO的反应方程式为__________________。

(2)T℃时在容积为2L的恒容密闭容器中，充入NO和O₂发生反应：2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)，不同时刻测得容器中n(NO)、n(O₂)如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	1	0.6	0.4	0.2	0.2	0.2
n(O2)/mol	0.6	0.4	0.3	0.2	0.2	0.2

①在T℃下，0~2s时，该反应的平均反应速率=________；

②该温度下反应的平衡常数K=________，在T℃下，能提高NO的平衡转化率的措施有_______、________。

(3)已知NO和O₂反应的历程如图，回答下列问题：

①写出其中反应①的热化学方程式也(△H用含物理量E的等式表示)：________。

②试分析上述基元反应中，反应①和反应②的速率较小的是_____（选填“反应①”或“反应②”）；已知反应①会快速建立平衡状态，反应②可近似认为不影响反应①的平衡。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____________。

Answer

N2＋O22NO 0.15mol·L－1·s－1 160.0L·mol－1 增大O2的浓度 增大体系压强 2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3－E2)kJ·mol－1 反应② 因为反应①为放热反应，升高温度，反应①平衡逆向移动，导致c(N2O2)减小，反应②变慢，而反应②为慢反应是总反应速率的决速反应

【解析】

(2)根据计算化学反应速率；根据求算平衡常数；

(3)根据△H=生成物的总能量－反应物的总能量求算△H；

(4)一般来说，活化能越大，化学反应速率越慢。

(1)在闪电时，N2和O2会发生化合反应生成NO，化学方程式为N2＋O22NO；

(2)①在T℃下，0～2s时，n(NO)从1mol降低到0.4mol，变化了0.6mol，容器体积为2L。根据，带入数据，有；

②根据方程式，从开始到平衡，消耗n(NO)=1mol－0.2mol=0.8mol，则生成n(NO2)=0.8mol。平衡时，NO、O2、NO2的物质的量分别为0.2mol、0.2mol、0.8mol，容器体积为2L，平衡常数，带入数据，有；

在T℃下，提高NO的转化率，需平衡向正反应方向移动，需要注意的是，温度已经限定，不能改变温度。则增大NO的转化率，可以增大O2的浓度；该反应是气体分子数减小的反应，可以压缩体积，增大压强；

(3)①根据图像，反应①为NO(g)反应化合生成N2O2(g)，根据△H=生成物的能量－反应物的能量，则热化学方程式：2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3－E2)kJ·mol－1；

②一般来说，活化能越大，化学反应速率越慢。反应①的活化能为E4－E3，反应②的活化能为E5－E2，根据图示，反应②的活化能大，化学反应速率较小；

化学反应速率慢的基元反应是总反应的决速步，反应②的活化能大，化学反应速率较小，是总反应的决速步。从图示看，反应①和②都是放热反应，升高温度，平衡均逆向移动，由于反应①快速达到平衡，则反应①的产物N2O2的浓度会减小，但对于反应②来说，c(N2O2)减小，会使得反应②的反应速率减小，而反应②是总反应的决速步，因此总反应速率变慢。答案：因为反应①为放热反应，升高温度，反应①平衡逆向移动，导致c(N2O2)减小，反应②变慢，而反应②为慢反应是总反应速率的决速反应。