Question

【題目】化學反應原理在生產和生活中有廣泛的應用。

Ⅰ.NO2與SO2都是形成酸雨的主要物質。在一定條件下，兩者能發生反應：

NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

（1）在一定條件下，將等物質的量的NO2、SO2氣體置于體積固定的密閉容器中發生反應，下列能說明反應已經達到平衡狀態的是

a．v（NO2）生成=v（SO2）消耗

b．混合氣體的總壓強不再改變

c．容器內氣體顏色不再改變

d．容器內氣體平均相對分子質量不再改變

（2）科學家正在研究利用催化技術將NO2和CO轉變成無害的CO2和N2，反應的化學方程式：

2NO2（g）+4CO（g）4CO2（g）+N2（g）+Q（Q＞0）

若在密閉容器中充入NO2和CO，下列措施能提高NO2轉化率的是 。

A．選用高效催化劑 B．充入NO2 C．降低溫度 D．加壓

Ⅱ.（1）17℃、1.01×105Pa，在2L密閉容器NO2和N2O4的混合氣體達到平衡時，NO2的物質的量為0.2mol，N2O4的體積分數為6/11。計算該條件下反應2NO2（g）N2O4（g）的平衡常數K= 。若此時向容器中再充入0.1mol NO2和0.12mol N2O4，原化學平衡 移動（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（2）現用一定量的Cu與足量的濃HNO3反應，制得2.20L（已折算到標準狀況）已達到平衡的NO2 和N2O4的混合氣體，理論上至少需消耗Cu g（保留兩位小數）。

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】

試題分析：Ⅰ、（1）a．v（NO2）生成=v（SO2）消耗表示正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，a正確；b．反應前后體積不變，因此壓強始終不變，則混合氣體的總壓強不再改變不能說明反應達到平衡狀態，b錯誤；c．容器內氣體顏色不再改變說明NO2濃度不再發生變化，反應達到平衡狀態，c正確；d．混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量和物質的量均不變，因此容器內氣體平均相對分子質量始終不變，不能說明反應達到平衡狀態，d錯誤，答案選ac；

（2）A．選用高效催化劑不能改變平衡狀態，A錯誤；B．充入NO2平衡向正反應方向進行，但NO2轉化率降低，B錯誤；C．正反應放熱，降低溫度平衡向正反應方向進行，NO2轉化率升高，C正確；D正反應體積減小，增大壓強平衡向正反應方向進行，NO2轉化率增大，D正確，答案選CD；

Ⅱ.（1）平衡時N2O4是xmol，則 ，解得x＝0.24，因此平衡時NO2和N2O4的濃度分別是0.1mol/L、0.12mol/L，則該溫度下反應2NO2（g）N2O4（g）的平衡常數K=；若此時向容器中再充入0.1mol NO2和0.12mol N2O4，則此時NO2和N2O4的濃度分別是0.15mol/L、0.18mol/L，濃度熵＝＜12，因此原化學平衡正向移動。

（2）由（1）可知，達到平衡時，2.20L混合氣體中：V（N2O4）＝2.2L×6/11＝1.2L，所以NO2體積是1L，則 相當于NO2的體積是1.2L×2＋1L＝3.4L，NO2的物質的量是0.152mol，轉移電子的物質的量是0.152mol，根據電子轉移守恒可知消耗銅的物質的量是0.152mol÷2＝0.076mol，質量是4.86g。