Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）利用反应：6NO₂+8NH₃

催化剂

加热

7N₂+12H₂O可处理NO₂．
若在120℃时该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，10min时电子转移了1.2mol，则0～10min时，平均反应速率υ（NO₂）=

 

．
（2）一定条件下NO₂与SO₂可发生反应，其方程式为：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）-Q，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是

 

．
A、体系压强保持不变
B、混合气体颜色保持不变
C、SO₃和NO的体积比保持不变
D、混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若改变条件，使平衡常数变大，该反应

 

．
A、一定向正反应方向移动
B、在平衡移动时，正反应速率先减小后增大
C、一定向逆反应方向移动
D、在平衡移动时，逆反应速率先增大后减小
（4）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．该反应

 

（填“放热”或“吸热”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是：

 

．

Answer 1

考点：反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）利用氧化还原反应中电子转移计算出参加反应的NO₂，然后再根据速率公式进行计算；
（2）A．随反应：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的进行，气体的总的物质的量不变，压强不变；
B．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变；
C．随反应进行NO和SO₃的体积之比未发生变化；
D．反应前后气体的质量不变，物质的量也不变，所以平均相对分子质量保持不变；
（3）反应的平衡常数K值变大，只有改变温度使得平衡正向移动；
（4）由图示可知：相同压强下，温度升高，该反应CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应；根据此时CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

解答： 解：（1）对于6NO₂+8NH₃

催化剂

△

7N₂+12H₂O，当有6molNO₂反应共转移了24mol电子，所以电子转移了1.2mol，参加反应的NO₂为0.3mol，则0～10min时，平均反应速率υ（NO₂）=

0.3mol

2L 10min

=0.015mol/（L?min），故答案为：0.015mol/（L?min）；
（2）A．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；
B．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故B正确；
C．SO₃和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．反应前后气体的质量不变，物质的量也不变，所以平均相对分子质量保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故D错误；
故选B；
（3）化学平衡常数只随温度的变化而变化，该反应为吸热反应，平衡常数K值变大说明温度升高平衡右移，正反应速率先增大后减小，逆反应速率先增大再增大，故A正确，
故选A；
（4）由图示可知：相同压强下，温度升高，该反应CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应；根据此时CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，
故答案为：放热；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加．

点评：本题主要考查化学反应速率的计算、平衡状态判断、平衡常数、平衡移动，注意平时知识的积累以及灵活应用是解题的关键，题目难度不大．