Question

【題目】研究NO2、NO、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。NO2可用下列反應來處理：

6NO2(g)+8NH3(g) 7N2(g)+12H2O(g)+Q(Q＞0)。

(1)120℃時，該反應在一容積為2L的容器內(nèi)反應，20min時達到平衡。10min時氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多了1.4g，則0～10min時，平均反應速率υ(NO2) = ____________________ ，電子轉(zhuǎn)移了 ___________ 個。

(2)一定條件下上述反應在某體積固定的密閉容器中進行，能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是____________。

a．c(NO2)：c(NH3) = 3：4 b．6v(NO2)正 = 7v(N2)逆

c．容器內(nèi)氣體總壓強不再變化 d．容器內(nèi)氣體密度不再變化

(3)若保持其它條件不變，縮小反應容器的體積后達到新的平衡，此時NO2和N2的濃度之比_________ (填增大、不變、減小)，NO2的轉(zhuǎn)化率 ______________。

(4)一定條件下NO2與SO2可發(fā)生反應，方程式：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q。若反應的平衡常數(shù)K值變大，該反應___________(選填編號)。

a.一定向正反應方向移動 b. 平衡移動時，逆反應速率先減小后增大

c.一定向逆反應方向移動 d. 平衡移動時，正反應速率先增大后減小

(5)請寫出用NaOH溶液完全吸收含等物質(zhì)的量的NO、NO2混合氣體的離子方程式___________。

Answer 1

【答案】0.015mol/(L·min) 1.2NA c 增大 減小 ad NO + NO2+2OH- =2NO2-+ H2O

【解析】

(1)利用化合價變化判斷氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，然后根據(jù)“氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多了1.4g”計算出消耗二氧化氮的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；

(2)可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各組分的濃度不再變化，據(jù)此進行判斷；

(3)縮小反應容器體積，增大了壓強，平衡向著逆向移動，據(jù)此判斷二氧化氮與氮氣的濃度之比變化及二氧化氮的轉(zhuǎn)化率變化；

(4)反應的平衡常數(shù)K值變大，只有改變溫度使得平衡正向移動；

(5)用NaOH溶液完全吸收含等物質(zhì)的量的NO、NO2混合氣體，恰好反應生成亞硝酸鈉和水。

(1)對于6NO2(g)+8NH3(g) 7N2(g)+12H2O(g)，當有6molNO2反應共轉(zhuǎn)移了24mol電子，該反應的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物都是氮氣，根據(jù)N原子守恒，6mol二氧化氮反應生成4mol氧化產(chǎn)物、3mol還原產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1mol，質(zhì)量多：28g/mol×1mol=28g，則氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多了1.4g時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：24mol×=1.2mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.2NA；參加反應的NO2為：6mol×=0.3mol，則0～10min時，平均反應速率υ(NO2)==0.015mol/(Lmin)，故答案為：0.015mol/(Lmin)；1.2NA ；

(2)a．c(NO2)：c(NH3)=3：4，無法判斷各組分的濃度是否變化，則無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；

b．6v(NO2)正=7v(N2)逆，表示的是正逆反應速率，但是不滿足計量數(shù)關(guān)系，所以沒有達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；

c．容器內(nèi)氣體總壓強不再變化：該反應前后氣體體積不相等，則反應過程中壓強會發(fā)生變化，當壓強不變時，表明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，故c正確；

d．容器內(nèi)氣體密度不再變化：該反應過程中氣體的密度始終不變，無法根據(jù)密度變化判斷平衡狀態(tài)，故d錯誤；

故答案為：c；

(3)若保持其它條件不變，縮小反應容器的體積后達到新的平衡，由于增大了壓強，平衡向著逆向移動，導致二氧化氮的含量增大、氮氣的含量減小，所以此時NO2和N2的濃度之比增大，NO2的轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：增大；減小；

(4)化學平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應為吸熱反應，平衡常數(shù)K值變大說明溫度升高平衡右移，正反應速率先增大后減小，逆反應速率先增大再繼續(xù)增大，故ad正確，故答案為：ad；

(5)用NaOH溶液完全吸收含等物質(zhì)的量的NO、NO2混合氣體，反應的離子方程式為：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，故答案為：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O。