第43届国际化学奥林匹克理论试题
第43届国际化学奥林匹克于2011年7月9～18日在土耳其首都安卡拉市举行，由土耳其科学与技术研究委员会STRCT和中东技术大学（METU）合办。70个国家和地区共273名学生参加了本届竞赛（按竞赛章程，每个代表队最多选派4名选手。本届竞赛，有一个代表队只派出1名选手、一个代表队只派出2名选手、两个代表队各只派出3名选手）。我国代表队组成如下：段连运（领队，北京大学）、陈毅辉（副领队，厦门大学）、章慧（科学观察员，厦门大学）、王颖霞（科学观察员，北京大学）、郭庆云（选手，福建省厦门双十中学）、谢嘉欣（选手，湖南省长沙市第一中学）、龚宗平（选手，江苏省常熟中学）、杨晓（选手，河南省郑州外国语学校）。本届竞赛沿袭传统考试程序：实验在先理论在后。实验共3题，占总成绩的40％，理论共8题，占总成绩的60％，时间均为5小时。除例行的实验考试和理论考试外，还安排了丰富多彩的赛外活动。经过激烈竞争，178名选手荣获奖牌，其中金牌33枚，银牌62枚，铜牌83枚。另有10名选手获得荣誉证书（HONORABLEMENTION）。我国4名选手全部以高于93分的成绩获得金牌。其中龚宗平总分第一，获“BESTSTUDENT”称号，谢嘉欣理论考试成绩为满分。本届国际化学竞赛，赛题难度较第43届稍高，但仍低于其他届次。在赛题难度偏低的情况下，如何保证较好的区分度是需要认真研究和实践，从而找到恰当的平衡点的问题。第1题氮氧化物是常见的大气污染物，主要是一氧化氮NO和二氧化氮NO2。大气中的一氧化氮主要由雷电和内燃机产生。在高温下，NO和H2反应产生氧化亚氮N2O，它是一种温室气体。
2NOgH2g→N2OgH2Og
为研究820℃下该反应的动力学，测试了不同NO和H2起始分压下N2O生成的初速率。本题自始至终均不使用浓度，采用torr作为压强的单位，秒作时间的单位。
fa确定实验速率方程并计算速率常数。b如果200×102torrNO和100×102torrH2在820℃下混合，计算NO消失的初速率。（如果没有得出速率常数的值，采用2×107及适当的单位）。c如果800×102torrNO和10torrH2在820℃下混合，计算H2分压变为其起始分压一半时所需要的时间。（如果没有得出速率常数的值，采用2×107及适当的单位）。d对NO和H2之间的反应，提出的一种反应机理如下：
2NOgk1k1N2O2g
N2O2gH2gk2N2OgH2Og
i根据上述反应机理，对中间物采用稳态近似，导出Nr