Question

【題目】氮硫的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。研究它們的反應(yīng)機(jī)理，對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。

（1）2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H的反應(yīng)機(jī)理和各基元反應(yīng)（基元反應(yīng)是指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)，又稱為簡單反應(yīng)）的活化能為：

2NO(g)N2O2(g)E1=82kJ·mol－1v=k1c2(NO)

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

N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)E2=82kJ·mol－1v=k2c(N2O2)·c(O2)

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

①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=______kJmol-1，平衡常數(shù)K與上述反應(yīng)速率常數(shù)k1、k-1、k2、k-2的關(guān)系式為K=_______；

②某溫度下反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常數(shù)k=8.8×10-2L2mol-2s-1，當(dāng)反應(yīng)物濃度都是0.05molL-1時(shí)，反應(yīng)的速率是__________________molL-1s-1；若此時(shí)縮小容器的體積，使氣體壓強(qiáng)增大為原來的2倍，則反應(yīng)速率增大為之前的______倍。

（2）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程中能量變化如圖1所示。在V2O5存在時(shí)，該反應(yīng)的機(jī)理為：V2O5+SO22VO2+SO3(快)4VO2+O22V2O5(慢)

下列說法正確的是___________

A．反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量
B．VO2是該反應(yīng)的催化劑

C．逆反應(yīng)的活化能大于198kJ/mol
D．增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率

（3）某研究小組研究T1℃、T2℃時(shí)，氮硫的氧化物的轉(zhuǎn)化：NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)中lgP(NO2)和lgP(SO3)關(guān)系如圖2所示，實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體系中的P(NO2)和P(SO2)相等、P(NO)和P(SO3)相等。

①根據(jù)題意可知：T1______T2（填“＞”“＜”或者“=”）,理由是___________________。

②由平衡狀態(tài)a到b，改變的條件是__________________。

（4）工業(yè)上可用NaClO堿性溶液或“亞硫酸鹽法”吸收SO2。為了提高吸收效率，常用Ni2O3作為催化劑。催化過程如圖3所示。

①過程2的離子方程式_______________________________。

②Ca(C1O)2也可用于脫硫，且脫硫效果比NaC1O更好，原因是________________。

Answer 1

【答案】-113 1.1×10-5 8 CD ＜ 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，Kp越小 將容器體積縮小為原來的0.1 2NiO2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2O Ca2+和SO42-結(jié)合生成微溶的硫酸鈣，有利于反應(yīng)的進(jìn)行

【解析】

根據(jù)基元反應(yīng)原理，總反應(yīng)可分為幾步簡單反應(yīng)，可逆反應(yīng)存在正反兩方向的簡單反應(yīng)，尋找規(guī)律，速率常數(shù)k等于反應(yīng)物的濃度的反應(yīng)系數(shù)指數(shù)冪乘積，據(jù)此回答問題。

（1）①根據(jù)基元反應(yīng)含義，第1、3反應(yīng)為正方向的2個(gè)基元反應(yīng)，第2、4為逆方向的2個(gè)基元反應(yīng)，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=E2+E1-E-1-E-1=-113kJmol-1，平衡常數(shù)K=，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，v正=v逆，所以k1c2(NO)= k－1c(N2O2)，k2c(N2O2)·c(O2)= k－2c2(NO2)，則有；

②某溫度下反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常數(shù)k=8.8×10-2L2mol-2s-1，當(dāng)反應(yīng)物濃度都是0.05molL-1時(shí)，反應(yīng)的速率為molL-1s-1；若此時(shí)縮小容器的體積，使氣體壓強(qiáng)增大為原來的2倍，濃度增大為原來的2倍，則反應(yīng)速率增大為之前的23=8倍。

（2）A．V2O5的質(zhì)量不影響反應(yīng)速率，反應(yīng)速率取決于慢反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；

B．VO2是該反應(yīng)的中間態(tài)，并非催化劑，催化劑為V2O5，B錯(cuò)誤；

C．生成物總能量低，逆反應(yīng)的活化能大于198kJ/mol，C正確；

D．根據(jù)有效碰撞理論，增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率，D正確；

答案為CD。

（3）①根據(jù)題意可知：T1＜T2，理由是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，Kp越小。

②根據(jù)坐標(biāo)可知，由平衡狀態(tài)a到b，改變的條件是將容器體積縮小為原來的0.1。

（4）工業(yè)上可用NaClO堿性溶液或“亞硫酸鹽法”吸收SO2。為了提高吸收效率，常用Ni2O3作為催化劑。

①從箭頭指向可知，過程2的離子方程式2NiO2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2O。

②Ca(C1O)2也可用于脫硫，且脫硫效果比NaC1O更好，原因是Ca2+和SO42-結(jié)合生成微溶的硫酸鈣，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。