研究NOx之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。
(1)對2NO2(g)?N2O4(g)的研究(以下選擇題有1或2個正確答案)
①已知:2NO2(g)?N2O4(g)ΔH<0,在測定NO2的相對分子質(zhì)量時,下列條件中,測定結(jié)果誤差最小的是 DD。
A.溫度0℃、壓強50kPa
B.溫度130℃、壓強300kPa
C.溫度25℃、壓強100kPa
D.溫度130℃、壓強50kPa
②將一定量NO2氣體充入恒溫恒壓的密閉容器中,下列不可以作為2NO2(g)?N2O4(g)達(dá)到平衡的判據(jù)是 BB。
A.NO2的體積分?jǐn)?shù)不變
B.氣體的總濃度不變
C.容器內(nèi)氣體的密度不變
D.氣體平均分子量不變
③在恒溫恒容下,下面一定能提高NO2平衡轉(zhuǎn)化率的有 CDCD。
A.加入催化劑
B.容器壓強增大
C.通入NO2(g)
D.通入N2O4
(2)對2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的研究如圖1所示,隔板I固定不動,活塞Ⅱ可自由移動,M、N兩個容器均發(fā)生如下應(yīng):2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)。
①向M、N中各通入2molNO和1molO2,初始M、N容積相同,并保持溫度不變,則到達(dá)平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α(NO)M<<α(NO)N,(填“>、“<”或“=”)。
②若在某件下,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g),在容器N中達(dá)到平衡,測得容器中含有NO1.0mol,O20.4mol,NO21.0mol,此時容積為2.0L。則此條件下的平衡常數(shù)為 55;保持溫度和壓強不變,向此容器內(nèi)通入0.6molO2,平衡將 正向正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移動,請從濃度熵與K角度寫出簡要的推理過程 在恒溫恒壓下,氣體體積與物質(zhì)的量成正比關(guān)系,因此可以算出加入氧氣瞬間時N的體積為2.5L,濃度熵Q=c2(NO2)c2(NO)?c(O2)=(12.5)212.5×(12.5)2=2.5,Q<K,平衡正移在恒溫恒壓下,氣體體積與物質(zhì)的量成正比關(guān)系,因此可以算出加入氧氣瞬間時N的體積為2.5L,濃度熵Q=c2(NO2)c2(NO)?c(O2)=(12.5)212.5×(12.5)2=2.5,Q<K,平衡正移。
③NO氧化反應(yīng):2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)按以下兩步連續(xù)基元反應(yīng)進(jìn)行,其反應(yīng)過程能量變化示意圖如圖2。已知基元反應(yīng)的速率都隨溫度的升高而增大,Ea表示活化能。
Ⅰ2NO(g)?N2O2(g)ΔH1<0
ⅡN2O2(g)+O2(g)?2NO2(g)ΔH2<0
升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大,但是該反應(yīng)的速率卻隨溫度的升高而減小。對于連續(xù)反應(yīng),反應(yīng)速率有慢反應(yīng)速率決定,請從活化能的角度分析決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是 ⅡⅡ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
試結(jié)合反應(yīng)過程能量圖(圖2)利用反應(yīng)速率和平衡移動原理,從溫度和反應(yīng)物濃度兩個角度分析慢反應(yīng)速率隨溫度升高而降低的原因 反應(yīng)Ea1<Ea2,反應(yīng)Ⅰ快,先達(dá)到平衡,升高溫度反應(yīng)Ⅰ平衡逆移,使N2O2的濃度降低,反應(yīng)Ⅱ是慢反應(yīng),為決速步,其反應(yīng)速率從溫度角度看,升高溫度反應(yīng)速率加快,但從濃度角度看,升高溫度導(dǎo)致N2O2的濃度降低,使反應(yīng)速率減慢,濃度降低對反應(yīng)速率的影響超過溫度升高對速率的影響反應(yīng)Ea1<Ea2,反應(yīng)Ⅰ快,先達(dá)到平衡,升高溫度反應(yīng)Ⅰ平衡逆移,使N2O2的濃度降低,反應(yīng)Ⅱ是慢反應(yīng),為決速步,其反應(yīng)速率從溫度角度看,升高溫度反應(yīng)速率加快,但從濃度角度看,升高溫度導(dǎo)致N2O2的濃度降低,使反應(yīng)速率減慢,濃度降低對反應(yīng)速率的影響超過溫度升高對速率的影響。
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【答案】D;B;CD;<;5;正向;在恒溫恒壓下,氣體體積與物質(zhì)的量成正比關(guān)系,因此可以算出加入氧氣瞬間時N的體積為2.5L,濃度熵Q===2.5,Q<K,平衡正移;Ⅱ;反應(yīng)Ea1<Ea2,反應(yīng)Ⅰ快,先達(dá)到平衡,升高溫度反應(yīng)Ⅰ平衡逆移,使N2O2的濃度降低,反應(yīng)Ⅱ是慢反應(yīng),為決速步,其反應(yīng)速率從溫度角度看,升高溫度反應(yīng)速率加快,但從濃度角度看,升高溫度導(dǎo)致N2O2的濃度降低,使反應(yīng)速率減慢,濃度降低對反應(yīng)速率的影響超過溫度升高對速率的影響
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【解答】
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