《2025年资源库高中化学人教版》

例406 ②研究表明，N₂O₅(g)分解的反应速率v=2×10⁻³×p(N₂O₅)(kPa·min⁻¹)。t=62 min时，测得体系中p(O₂)=2.9 kPa，则此时的p(N₂O₅)=_______kPa，v=_______kPa·min⁻¹。
③若提高反应温度至35℃，则N₂O₅(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)_______63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是_______。
④25℃时N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
(3)对于反应2N₂O₅(g)⇌4NO₂(g)+O₂(g)，R.Ogg提出如下反应历程：
第一步 N₂O₅⇌NO₂+NO₃ 快速平衡
第二步 NO₂+NO₃→NO+NO₂+O₂ 慢反应
第三步 NO+NO₃→2NO₂ 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标号）。
A.v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO₃
C.第二步中NO₂与NO₃的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高

答案： ②30.0 6.0×10⁻²
③大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO₂二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高
④13.4
(3)AC
解析：
(2)②应用“三段式”法计算如下：
2N₂O₅(g)⇌4NO₂(g)+O₂(g)
起始压强/kPa 35.8 0 0
变化压强/kPa 5.8 11.6 2.9
62 min压强/kPa 30.0 11.6 2.9
p(N₂O₅)=30.0 kPa，代入题中反应速率的计算式中：v=2×10⁻³×30.0 kPa·min⁻¹=6.0×10⁻² kPa·min⁻¹。
③一方面，提高反应温度，容器容积不变，总压强提高；另一方面，NO₂二聚为N₂O₄的反应为放热反应，提高温度，平衡左移，体系内气体物质的量增加，总压强提高，综合两方面的因素，总压强提高。
④若N₂O₅全部分解，不考虑NO₂二聚，有如下关系：
2N₂O₅(g)⇌4NO₂(g)+O₂(g)
起始压强/kPa 35.8 0 0
变化压强/kPa 35.8 71.6 17.9
全部分解时压强/kPa 0 71.6 17.9
平衡时的总压强=(71.6+17.9)kPa=89.5 kPa，相对于平衡时的Δp=89.5 kPa - 63.1 kPa=26.4 kPa。
N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)
起始压强/kPa 0 71.6
变化压强/kPa x 2x
平衡压强/kPa x 71.6 - 2x
Δp=71.6 kPa - (71.6 - 2x + x)kPa=26.4 kPa，解得x=26.4，所以Kp=$\frac{p²(NO₂)}{p(N₂O₄)}$=$\frac{(71.6 - 2×26.4)² kPa²}{26.4 kPa}$≈13.4 kPa。
(3)v(第一步的正反应)≈v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)，第二步反应不影响第一步，A正确；反应的中间产物还有NO，B错误；并不是所有反应物间的碰撞都是有效的，且第二步反应速率慢，NO₂与NO₃的碰撞仅部分有效，C正确；第三步反应速率快，活化能较低，D错误。

例407 [江苏新高考]乙醇-水催化重整可获得H₂。其主要反应为
C₂H₅OH(g)+3H₂O(g)⇌2CO₂(g)+6H₂(g)　ΔH=173.3 kJ·mol⁻¹
CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g)　ΔH=41.2 kJ·mol⁻¹
在1.0×10⁵ Pa、n(总)(C₂H₅OH)∶n(总)(H₂O)=1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO₂和CO的选择性及H₂的产率随温度的变化如图12-4-13所示。
CO的选择性=$\frac{n_{生成}(CO)}{n_{生成}(CO₂)+n_{生成}(CO)}$×100%
下列说法正确的是（ ）
A.图中曲线①表示平衡时H₂产率随温度的变化
B.升高温度，平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下，增大$\frac{n(C₂H₅OH)}{n(H₂O)}$可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H₂产率

答案： B
解析：平衡时CO和CO₂的选择性和为1，二者变化趋势相反，则曲线②代表平衡时H₂的产率随温度的变化，A错误；CO的选择性=$\frac{n_{生成}(CO)}{n_{生成}(CO₂)+n_{生成}(CO)}$×100%=$\frac{1}{\frac{n_{生成}(CO₂)}{n_{生成}(CO)}+1}$=$\frac{1}{\frac{c(H₂O)}{K₂·c(H₂)}+1}$（K₂为题述第二个反应的平衡常数），两反应均为吸热反应，温度升高，K₂增大，T＜300℃时，由曲线②可知，氢气的产率增加，由元素守恒可知，氢气来自水，则此时水的物质的量减少，代入表达式可得知，此时CO的选择性增加，结合图像可知，曲线③代表CO的选择性，可知升高温度，平衡时CO的选择性会增大，B正确；增大$\frac{n(C₂H₅OH)}{n(H₂O)}$使得乙醇的平衡转化率降低，C错误；使用高效催化剂，平衡不移动，不能提高平衡时H₂产率，D错误。