氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質。研究氮氧化物的反應機理對於消除環境污染有重要意義。回答下列問題：（1）NO...

問題詳情：

氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質。研究氮氧化物的反應機理對於消除環境污染有重要意義。回答下列問題：

（1）NO2和N2O4以物質的量之比為1：1與O2和H2O恰好完全反應的化學方程式為_____。

（2）已知：2N2O5(g)2N2O4(g)＋O2(g)    ∆H=－4.4kJ/mol

N2O5(g)2NO2(g)＋O2(g)             ∆H =＋53.1 kJ/mol

則反應2NO2(g)N2O4(g)的∆H=___kJ/mol。

（3）利用現代手持技術傳感器可以探究壓強對2NO2(g)N2O4(g)化學平衡移動的影響。在恆定温度和標準壓強(100kPa)條件下，往針筒中充入一定體積的NO2氣體後密封並保持活塞位置不變。分別在t1、t2時刻迅速移動活塞後並保持活塞位置不變(不考慮温度的變化)。測定針筒內氣體壓強變化如圖所示：

①B點時NO2的轉化率為___；B點反應N2O42NO2(g)的平衡常數Kp為____(Kp為以分壓表示的平衡常數，計算結果保留1位小數)。

②B、E兩點對應的正反應速率大小為νB___νE(請填“＞”“＜”或“=”)。

③E、F、G、H四點時對應氣體的平均相對分子質量最大的點為___。

（4）反應物NO2可由2NO(g)＋O2(g)2NO2生成，對該反應科學家提出如下反應歷程：

第一步NO＋NON2O2      快速平衡

第二步N2O2＋O2→2NO2        慢反應   

下列説法正確的是_____(填標號)。

A．若第一步放熱，温度升高，總反應速率可能減小

B．N2O2為該反應的催化劑

C．第二步反應的活化能比第一步反應的活化能大

D．第二步中N2O2與O2的碰撞100%有效

【回答】

【*】    (1). 4NO2＋4N2O4＋3O2＋6H2O＝12HNO3    (2). -55.3    (3). 6%    (4). 3036.4    (5). ＞    (6). H    (7). AC

【解析】

【詳解】（1）NO2和N2O4以物質的量之比為1：1與O2和H2O恰好完全反應，反應中氧氣為氧化劑，化合價由０價變為-2價，氮元素化合價應升高被氧化，則為+5價，化合價升（1+1×2）×（5-4）=3，降為2×2＝4，最小公倍數為12，結合質量守恆可得化學方程式為4NO2＋4N2O4＋3O2＋6H2O＝12HNO3；

（2）已知：①2N2O5(g)2N2O4(g)＋O2(g)    ∆H1=－4.4kJ/mol

②N2O5(g)2NO2(g)＋O2(g)             ∆H2=＋53.1 kJ/mol

根據蓋斯定律，由①×-②得反應2NO2(g)N2O4(g)  ∆H=－4.4kJ/mol×-53.1 kJ/mol=-55.3 kJ/mol；

（3）①根據阿伏加德羅定律，温度，體積不變時，壓強之比等於物質的量之比，設起始時NO2的物質的量為n，反應的物質的量為2x，列出三段式：

2NO2(g)N2O4(g)

起始/mol       n            0

反應/mol      2x            x

平衡/mol      n-2x          x

氣體物質的量之比等於壓強之比，則=，x=，NO2的轉化率為×100%=×100%=6%；n-2x=n-2×=，n-2x+x=，則B點反應N2O42NO2(g)的平衡常數Kp為=3036.4；

②壓強影響氣體的化學反應速率，壓強增大，化學反應速率加快，B點的壓強大於E點的壓強，則νB＞νE；

③t2時刻移動了活塞，壓強迅速增大，説明針筒內體積縮小，保持活塞位置不變後，平衡向着正向移動，混合氣的物質的量逐漸減小，根據M=,可知，E、F、G、H四點時對應氣體的平均相對分子質量最大的點為H；

（4）A．若第一步放熱，温度升高，平衡逆向移動，使第二步N2O2的量減少，總反應速率可能減小，選項A正確；

B．N2O2為該反應的中間產物，不是催化劑，選項B錯誤；

C．降低活化能，可加快反應速率，則第二步的活化能比第一步的高,選項C正確;

D．第二步反應較慢，則有效碰撞的次數較少，可知N2O2與O2的碰撞不可能100%有效，選項D錯誤。

*選AC。

知識點：化學反應速率 化學平衡

題型：綜合題