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(yīng)：6NO₂+8NH₃

催化劑

加熱

7N₂+12H₂O可處理NO₂．
若在120℃時(shí)該反應(yīng)在一容積為2L的容器內(nèi)反應(yīng)，20min時(shí)達(dá)到平衡，10min時(shí)電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，則0～10min時(shí)，平均反應(yīng)速率υ（NO₂）=

 

．
（2）一定條件下NO₂與SO₂可發(fā)生反應(yīng)，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(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
A、體系壓強(qiáng)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(duì)分子質(zhì)量保持不變
（3）若改變條件，使平衡常數(shù)變大，該反應(yīng)

 

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

 

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

 

．

Answer 1

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

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）利用氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移計(jì)算出參加反應(yīng)的NO₂，然后再根據(jù)速率公式進(jìn)行計(jì)算；
（2）A．隨反應(yīng)：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的進(jìn)行，氣體的總的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)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(yīng)進(jìn)行NO和SO₃的體積之比未發(fā)生變化；
D．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量也不變，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變；
（3）反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，只有改變溫度使得平衡正向移動(dòng)；
（4）由圖示可知：相同壓強(qiáng)下，溫度升高，該反應(yīng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；根據(jù)此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失．

解答： 解：（1）對(duì)于6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O，當(dāng)有6molNO₂反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了24mol電子，所以電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，參加反應(yīng)的NO₂為0.3mol，則0～10min時(shí)，平均反應(yīng)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(dá)到平衡，體系壓強(qiáng)都保持不變，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．SO₃和NO的計(jì)量數(shù)之比為1：1，無論是否達(dá)到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量也不變，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故選B；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)K值變大說明溫度升高平衡右移，正反應(yīng)速率先增大后減小，逆反應(yīng)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(qiáng)下，溫度升高，該反應(yīng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；根據(jù)此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失，
故答案為：放熱；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)，注意平時(shí)知識(shí)的積累以及靈活應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，題目難度不大．