Question

【题目】化学反应原理在生产和生活中有广泛的应用。

Ⅰ.NO2与SO2都是形成酸雨的主要物质。在一定条件下，两者能发生反应：

NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

（1）在一定条件下，将等物质的量的NO2、SO2气体置于体积固定的密闭容器中发生反应，下列能说明反应已经达到平衡状态的是

a．v（NO2）生成=v（SO2）消耗

b．混合气体的总压强不再改变

c．容器内气体颜色不再改变

d．容器内气体平均相对分子质量不再改变

（2）科学家正在研究利用催化技术将NO2和CO转变成无害的CO2和N2，反应的化学方程式：

2NO2（g）+4CO（g）4CO2（g）+N2（g）+Q（Q＞0）

若在密闭容器中充入NO2和CO，下列措施能提高NO2转化率的是 。

A．选用高效催化剂 B．充入NO2 C．降低温度 D．加压

Ⅱ.（1）17℃、1.01×105Pa，在2L密闭容器NO2和N2O4的混合气体达到平衡时，NO2的物质的量为0.2mol，N2O4的体积分数为6/11。计算该条件下反应2NO2（g）N2O4（g）的平衡常数K= 。若此时向容器中再充入0.1mol NO2和0.12mol N2O4，原化学平衡 移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（2）现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得2.20L（已折算到标准状况）已达到平衡的NO2 和N2O4的混合气体，理论上至少需消耗Cu g（保留两位小数）。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）a、c（2分）（2）C、D（2分）

Ⅱ.（1）12（2分）正向（2分）（2）4.86g（2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）a．v（NO2）生成=v（SO2）消耗表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，a正确；b．反应前后体积不变，因此压强始终不变，则混合气体的总压强不再改变不能说明反应达到平衡状态，b错误；c．容器内气体颜色不再改变说明NO2浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，c正确；d．混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量和物质的量均不变，因此容器内气体平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，d错误，答案选ac；

（2）A．选用高效催化剂不能改变平衡状态，A错误；B．充入NO2平衡向正反应方向进行，但NO2转化率降低，B错误；C．正反应放热，降低温度平衡向正反应方向进行，NO2转化率升高，C正确；D正反应体积减小，增大压强平衡向正反应方向进行，NO2转化率增大，D正确，答案选CD；

Ⅱ.（1）平衡时N2O4是xmol，则 ，解得x＝0.24，因此平衡时NO2和N2O4的浓度分别是0.1mol/L、0.12mol/L，则该温度下反应2NO2（g）N2O4（g）的平衡常数K=；若此时向容器中再充入0.1mol NO2和0.12mol N2O4，则此时NO2和N2O4的浓度分别是0.15mol/L、0.18mol/L，浓度熵＝＜12，因此原化学平衡正向移动。

（2）由（1）可知，达到平衡时，2.20L混合气体中：V（N2O4）＝2.2L×6/11＝1.2L，所以NO2体积是1L，则 相当于NO2的体积是1.2L×2＋1L＝3.4L，NO2的物质的量是0.152mol，转移电子的物质的量是0.152mol，根据电子转移守恒可知消耗铜的物质的量是0.152mol÷2＝0.076mol，质量是4.86g。