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據見下表

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內的平均速率為v(NH₃)＝               

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

（2） 700℃ ，將NO₂與NH₃以體積比1:2置于密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是        。

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).化學平衡常數是可能反應達到化學平衡時各生成物濃度冪指數的乘積與各反應物濃度冪指數乘積的比。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，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、外界條件對化學平衡的影響等的知識。