Question

（2013?闵行区二模）研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
I．利用反应：6NO₂+8NH₃

催化剂

△

7N₂+12H₂O处理NO₂．
II．一定条件下NO₂与SO₂可发生反应，方程式：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）-Q．
III．CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
（1）对于I中的反应，120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，10min时电子转移了1.2mol，则0～10min时，平均反应速率υ（NO₂）=

0.015mol/（L?min）

．
（2）对于II中的反应，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中反应，下列能说明反应达到平衡状态的是

bc

（选填编号）．
a．体系压强保持不变            b．混合气体颜色保持不变
c．NO₂和SO₃的体积比保持不变    d．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）如果Ⅱ中反应的平衡常数K值变大，该反应

a

（选填编号）．
a．一定向正反应方向移动     b．平衡移动时，正反应速率先减小后增大
c．一定向逆反应方向移动     d．平衡移动时，逆反应速率先增大后减小
（4）对于Ⅲ中的反应，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图示．该反应是

放热

反应（填“放热”或“吸热”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，简述选择此压强的理由：

在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

．

Answer 1

分析：（1）利用氧化还原反应中电子转移计算出参加反应的NO₂，然后再根据速率公式进行计算；
（2）a．随反应：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的进行，气体的总的物质的量不变，压强不变．
b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变．
c．随反应进行NO₂和SO₃的体积之比发生变化．
d．反应前后气体的质量不变，物质的量也不变，所以平均相对分子质量保持不变；
（3）反应的平衡常数K值变大，只有改变温度使得平衡正向移动；
（4）由图示可知：相同压强下，温度升高，该反应CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应；根据此时CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

解答：解：（1）对于6NO₂+8NH₃

催化剂

△

7N₂+12H₂O，当有6molNO₂反应共转移了24mol电子，所以电子转移了1.2mol，参加反应的NO₂为0.3mol，则0～10min时，平均反应速率υ（NO₂）=

0.3mol 2L

10min

=0.015mol/（L?min），
故答案为：0.015mol/（L?min）；
（2）a．无论反应是否达到平衡状态，反应体系内的压强始终不变，所以不能根据“体系压强保持不变”判断反应是否达到平衡状态，故a错误；
 b．当反应达到平衡状态时，二氧化氮的浓度不变，所以能根据“混合气体颜色保持不变”判断是否达到平衡状态，故b正确；
c．随反应进行NO₂和SO₃的体积之比发生变化．NO₂和SO₃的体积之比保持不变，说明到达平衡状态，故c正确；
d．反应前后气体的质量不变，物质的量也不变，所以平均相对分子质量保持不变，所以不能根据“混合气体的平均相对分子质量保持不变”判断反应是否达到平衡状态，故错误；    
故选：bc；
（3）化学平衡常数只随温度的变化而变化，该反应为吸热反应，平衡常数K值变大说明温度升高平衡右移，正反应速率先增大后减小，逆反应速率先增大再增大，故a正确，故选：a；
（4）由图示可知：相同压强下，温度升高，该反应CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应；根据此时CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，
故答案为：放热；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

点评：本题主要考查化学反应速率的计算、平衡状态判断、平衡常数、平衡移动，注意平时知识的积累以及灵活应用是解题的关键，难度不大．