Question

（2013?閔行區二模）研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
I．利用反應：6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O處理NO₂．
II．一定條件下NO₂與SO₂可發生反應，方程式：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）-Q．
III．CO可用于合成甲醇，反應方程式為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
（1）對于I中的反應，120℃時，該反應在一容積為2L的容器內反應，20min時達到平衡，10min時電子轉移了1.2mol，則0～10min時，平均反應速率υ（NO₂）=

0.015mol/（L?min）

．
（2）對于II中的反應，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是

bc

（選填編號）．
a．體系壓強保持不變            b．混合氣體顏色保持不變
c．NO₂和SO₃的體積比保持不變    d．混合氣體的平均相對分子質量保持不變
（3）如果Ⅱ中反應的平衡常數K值變大，該反應

a

（選填編號）．
a．一定向正反應方向移動     b．平衡移動時，正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，逆反應速率先增大后減小
（4）對于Ⅲ中的反應，CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖示．該反應是

放熱

反應（填“放熱”或“吸熱”）．實際生產條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，簡述選擇此壓強的理由：

在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

．

Answer 1

分析：（1）利用氧化還原反應中電子轉移計算出參加反應的NO₂，然后再根據速率公式進行計算；
（2）a．隨反應：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的進行，氣體的總的物質的量不變，壓強不變．
b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度不變．
c．隨反應進行NO₂和SO₃的體積之比發生變化．
d．反應前后氣體的質量不變，物質的量也不變，所以平均相對分子質量保持不變；
（3）反應的平衡常數K值變大，只有改變溫度使得平衡正向移動；
（4）由圖示可知：相同壓強下，溫度升高，該反應CO的平衡轉化率降低，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；根據此時CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

解答：解：（1）對于6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O，當有6molNO₂反應共轉移了24mol電子，所以電子轉移了1.2mol，參加反應的NO₂為0.3mol，則0～10min時，平均反應速率υ（NO₂）=

0.3mol 2L

10min

=0.015mol/（L?min），
故答案為：0.015mol/（L?min）；
（2）a．無論反應是否達到平衡狀態，反應體系內的壓強始終不變，所以不能根據“體系壓強保持不變”判斷反應是否達到平衡狀態，故a錯誤；
 b．當反應達到平衡狀態時，二氧化氮的濃度不變，所以能根據“混合氣體顏色保持不變”判斷是否達到平衡狀態，故b正確；
c．隨反應進行NO₂和SO₃的體積之比發生變化．NO₂和SO₃的體積之比保持不變，說明到達平衡狀態，故c正確；
d．反應前后氣體的質量不變，物質的量也不變，所以平均相對分子質量保持不變，所以不能根據“混合氣體的平均相對分子質量保持不變”判斷反應是否達到平衡狀態，故錯誤；    
故選：bc；
（3）化學平衡常數只隨溫度的變化而變化，該反應為吸熱反應，平衡常數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增大，故a正確，故選：a；
（4）由圖示可知：相同壓強下，溫度升高，該反應CO的平衡轉化率降低，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；根據此時CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失，
故答案為：放熱；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失．

點評：本題主要考查化學反應速率的計算、平衡狀態判斷、平衡常數、平衡移動，注意平時知識的積累以及靈活應用是解題的關鍵，難度不大．