Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）利用反應：6NO₂+8NH₃

催化劑

加熱

7N₂+12H₂O可處理NO₂．
若在120℃時該反應在一容積為2L的容器內反應，20min時達到平衡，10min時電子轉移了1.2mol，則0～10min時，平均反應速率υ（NO₂）=

 

．
（2）一定條件下NO₂與SO₂可發(fā)生反應，其方程式為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）-Q，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是

 

．
A、體系壓強保持不變
B、混合氣體顏色保持不變
C、SO₃和NO的體積比保持不變
D、混合氣體的平均相對分子質量保持不變
（3）若改變條件，使平衡常數變大，該反應

 

．
A、一定向正反應方向移動
B、在平衡移動時，正反應速率先減小后增大
C、一定向逆反應方向移動
D、在平衡移動時，逆反應速率先增大后減小
（4）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示．該反應

 

（填“放熱”或“吸熱”）．實際生產條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是：

 

．

Answer 1

考點：反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）利用氧化還原反應中電子轉移計算出參加反應的NO₂，然后再根據速率公式進行計算；
（2）A．隨反應：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的進行，氣體的總的物質的量不變，壓強不變；
B．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度不變；
C．隨反應進行NO和SO₃的體積之比未發(fā)生變化；
D．反應前后氣體的質量不變，物質的量也不變，所以平均相對分子質量保持不變；
（3）反應的平衡常數K值變大，只有改變溫度使得平衡正向移動；
（4）由圖示可知：相同壓強下，溫度升高，該反應CO的平衡轉化率降低，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；根據此時CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

解答： 解：（1）對于6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O，當有6molNO₂反應共轉移了24mol電子，所以電子轉移了1.2mol，參加反應的NO₂為0.3mol，則0～10min時，平均反應速率υ（NO₂）=

0.3mol

2L 10min

=0.015mol/（L?min），故答案為：0.015mol/（L?min）；
（2）A．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．SO₃和NO的計量數之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．反應前后氣體的質量不變，物質的量也不變，所以平均相對分子質量保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選B；
（3）化學平衡常數只隨溫度的變化而變化，該反應為吸熱反應，平衡常數K值變大說明溫度升高平衡右移，正反應速率先增大后減小，逆反應速率先增大再增大，故A正確，
故選A；
（4）由圖示可知：相同壓強下，溫度升高，該反應CO的平衡轉化率降低，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；根據此時CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失，
故答案為：放熱；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加．

點評：本題主要考查化學反應速率的計算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數、平衡移動，注意平時知識的積累以及靈活應用是解題的關鍵，題目難度不大．