Question

研究NO_2、、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

利用反應6NO₂(g)＋8NH₃(g)7N₂(g)＋12 H₂O(g)可處理NO₂。700℃時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的NO₂和NH₃, 反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表

反應時間/min	n(NO2)/mol	n(NH3)/ mol
0	1.20	1.60
2	0.90
4		0.40

（1）反應在2min內(nèi)的平均速率為v(NH₃)＝               

4min該反應達到平衡狀態(tài)，則該反應的平衡常數(shù)K的表達式為             ，NO₂的轉(zhuǎn)化率為             

（2） 700℃ ，將NO₂與NH₃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．體系密度保持不變                 d．每消耗1 mol NO₂的同時生成2 mol H₂O

（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。200℃時，向在一個帶活塞的密閉真空容器中中充入一定量的CO和H₂發(fā)生上述反應,壓縮容器的容積為原來的一半，平衡將         移動（填向左，向右，不）；CO的濃度將         （增大，減小，不變）

 

Answer 1

【答案】

（1） 0.1mol/(L·min)  K={C⁷(N₂)·C¹²(H₂O)}/{C⁶(NO₂)·C⁸(NH₃)}  75℅

（2）a  b  （3）向右   增大

【解析】

試題分析：（1）由開始到2分鐘時Δn(NO₂)=0.3mol,則Δn(NH₃)=(8/6)×0.4mol.V(NH₃)= {Δn(NH₃)/V}/Δt=(0.4mol/2L)÷2min=0.1mol/(L·min).化學平衡常數(shù)是可能反應達到化學平衡時各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應物濃度冪指數(shù)乘積的比。即K={C⁷(N₂)·C¹²(H₂O)}/{C⁶(NO₂)·C⁸(NH₃)}當反應進行到 4min時，該反應達到平衡狀態(tài)，這時Δn(NH₃)=1.60-0.4=1.20（mol），Δn(NO₂)=6/8Δn(NH₃)=( 6/8)×1.20mol=0.9mol.所以NO₂的轉(zhuǎn)化率為：(0.9mol/1.2mol)×100℅=75℅.

（2）a由于該反應是個反應前后氣體體積不等的可逆反應，所以當反應達到化學平衡時體系的壓強不變。正確。b平衡時反應混合物的濃度保持不變。因為NO₂是紅棕色氣體，所以達到平衡時混合氣體顏色保持不變。正確。c由于反應符合質(zhì)量守恒定律。體系的容積不變。所以無論是否反應，也無論是反應是否達到平衡。體系的密度都不會發(fā)生改變。錯誤。D任何時刻每消耗1 mol NO₂的同時生成2 mol H₂O，這是反應向正反應方向進行。與反應是否達到平衡無關。錯誤。所以選項為：a b.（3）當反應達到化學平衡時壓縮體積，即增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的方向移動。也就是向正反應方向移動。這時反應混合物的濃度都增大。

考點：考查化學反應速率的計算、化學平衡常數(shù)、外界條件對化學平衡的影響等的知識。