Question

研究NO_2、、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

利用反应6NO₂(g)＋8NH₃(g)7N₂(g)＋12 H₂O(g)可处理NO₂。700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的NO₂和NH₃, 反应过程中测定的部分数据见下表

反应时间/min	n(NO2)/mol	n(NH3)/ mol
0	1.20	1.60
2	0.90
4		0.40

（1）反应在2min内的平均速率为v(NH₃)＝               

4min该反应达到平衡状态，则该反应的平衡常数K的表达式为             ，NO₂的转化率为             

（2） 700℃ ，将NO₂与NH₃以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是        。

a．体系压强保持不变                 b．混合气体颜色保持不变

c．体系密度保持不变                 d．每消耗1 mol NO₂的同时生成2 mol H₂O

（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。200℃时，向在一个带活塞的密闭真空容器中中充入一定量的CO和H₂发生上述反应,压缩容器的容积为原来的一半，平衡将         移动（填向左，向右，不）；CO的浓度将         （增大，减小，不变）

 

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】

试题分析：（1）由开始到2分钟时Δn(NO₂)=0.3mol,则Δn(NH₃)=(8/6)×0.4mol.V(NH₃)= {Δn(NH₃)/V}/Δt=(0.4mol/2L)÷2min=0.1mol/(L·min).化学平衡常数是可能反应达到化学平衡时各生成物浓度幂指数的乘积与各反应物浓度幂指数乘积的比。即K={C⁷(N₂)·C¹²(H₂O)}/{C⁶(NO₂)·C⁸(NH₃)}当反应进行到 4min时，该反应达到平衡状态，这时Δn(NH₃)=1.60-0.4=1.20（mol），Δn(NO₂)=6/8Δn(NH₃)=( 6/8)×1.20mol=0.9mol.所以NO₂的转化率为：(0.9mol/1.2mol)×100℅=75℅.

（2）a由于该反应是个反应前后气体体积不等的可逆反应，所以当反应达到化学平衡时体系的压强不变。正确。b平衡时反应混合物的浓度保持不变。因为NO₂是红棕色气体，所以达到平衡时混合气体颜色保持不变。正确。c由于反应符合质量守恒定律。体系的容积不变。所以无论是否反应，也无论是反应是否达到平衡。体系的密度都不会发生改变。错误。D任何时刻每消耗1 mol NO₂的同时生成2 mol H₂O，这是反应向正反应方向进行。与反应是否达到平衡无关。错误。所以选项为：a b.（3）当反应达到化学平衡时压缩体积，即增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。也就是向正反应方向移动。这时反应混合物的浓度都增大。

考点：考查化学反应速率的计算、化学平衡常数、外界条件对化学平衡的影响等的知识。