可逆反应NO2平衡答案解析

利用NO₂平衡气体遇热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程。

①按图所示将实验装置连接好。

②向甲烧杯的水中投入一定量的CaO固体，此烧杯中的NO₂平衡混合气体的红棕色变深；向乙烧杯中加入NH₄NO₃晶体，此时烧杯中NO₂平衡混合气体颜色变浅。

回答下列问题：

(1)CaO与水反应的化学方程式为______________________________，该反应为________(填“吸热反应”或“放热反应”)。

(2)NH₄NO₃晶体溶于水温度________(填“升高”或“降低”)。NH₄NO₃溶于水________(填“是”或“不是”)吸热反应。

(3)查阅资料知NO₂的平衡气体中存在的可逆反应为2NO₂(g) N₂O₄(g)，已知NO₂为红棕色，N₂O₄为无色，结合实验知，当温度升高时，平衡________(填“未被破坏”或“发生移动”)，此时反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变化”)。混合气体的颜色不变______(填“能”或“不能”)证明反应已达平衡。

下列可逆反应达到平衡时，增大压强和升高温度使平衡移动的方向相同的是

[　　]

A．Cl₂(g)＋H₂O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)；ΔH＞0

B．2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)；ΔH＜0

C．CO(g)＋NO₂(g)CO₂(g)＋NO(g)；ΔH＜0

D．3NO₂(g)＋H₂O(l)＝2HNO₃(aq)＋NO(g)；ΔH＜0

在一定温度下，容积为0.5L的密闭容器中，将一定量的二氧化氮和二氧化硫气体混合会发生如下反应：

NO₂(g)＋SO₂(g)NO(g)＋SO₃(g)

（1）该反应的平衡常数（K）表达式为_________________________。

（2）该可逆反应达到平衡的标志是                 （填下列序号字母 ）。

a.      NO₂、SO₂、NO和SO₃四种气体的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1

b.      密闭容器的压强不再发生变化

c.       K值不再发生变化

d.      生成n molSO₂的同时，有n molSO₃生成

（3）在上述平衡体系中通入少量O₂，平衡          移动（填“向右”、“向左”或“不”之一）；NO的浓度将         （填“增大”、“减小”或“不变”之一），c(NO)与c(NO₂)之和          （填“增大”、“减小”或“不变”之一）。

（4）若10 min后容器内SO₃气体质量为4g。则在10 min内用NO₂浓度的变化表示反应的平均反应速率为________________ mol•(L•min)^﹣1。

（10分）二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。

⑴ 一定条件下，2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，向2 L密闭容器中通入2 mol SO₂(g)、1 mol O₂(g)，2 min后反应达到平衡时，测得容器中含SO₃1.8mol，则该可逆反应的平衡常数K＝　　　　　　　　；恒温下，若往容器中再加入2 mol SO₂(g)、1 mol O₂(g)， 重新达到平衡后，      mol<SO₃<       mol。

⑵ 用CH₄催化还原NO_x为N₂可以消除氮氧化物的污染。现有1 L NO₂、NO混合气体NO_x，将其还原成N₂，需同温同压下CH₄的体积0.4 L，则混合气体中NO₂、NO的物质量之比为                      。

⑶ 新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe₂O_x），由铁酸盐（ZnFe₂O₄）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：

若2 mol ZnFe₂O_x与SO₂可生成0.75 mol S，x＝ 　　。求可分解⑵中混合气体体积V（标准状况下）。（写出计算过程）

（10分）二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。

⑴ 一定条件下，2SO₂(g)＋O_２(g)2SO₃(g)，向2L密闭容器中通人2mol SO2(g)、1mol O­₂(g)和0.2mol SO₃(g)，2min后反应达到平衡时，测得SO₂的转化率为50％，则该可逆反应的平衡常数K＝　　　　　　　　；恒温下，若往容器中再加入2mol SO₂(g)，则重新达到平衡时SO₂的总转化率       50％（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

⑵ 用CH₄催化还原NO_x为N₂可以消除氮氧化物的污染。试写出总反应方程式：               ，现有1L NO₂、NO混合气体NO_x将其还原成N₂，需同温同压下CH₄的体积0.4L，则混和气体中NO₂、NO的物质量之比为                           。

⑶ 新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe₂O_x），由铁酸盐（ZnFe₂O₄）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：

若2mol ZnFe₂O_x与SO₂可生成0.75mol S，x＝ 　　　    。则可分解⑵中混和气体V＝  　　　　　   L。

一定条件下，可逆反应NO₂+CONO+CO₂在容积不变的密闭容器中进行，当下列物理量不再随时间变化时，能说明该反应已达到平衡状态，该选项是                   （    ）

A．混合气体的压强                                  

B．NO₂的消耗速率与NO的生成速率之比

C．混合气体的颜色                                  

D．混合气体的平均摩尔质量