Question

（2013?閔行區(qū)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(yīng)：6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O處理NO₂．
II．一定條件下NO₂與SO₂可發(fā)生反應(yīng)，方程式：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）-Q．
III．CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
（1）對(duì)于I中的反應(yīng)，120℃時(shí)，該反應(yīng)在一容積為2L的容器內(nèi)反應(yīng)，20min時(shí)達(dá)到平衡，10min時(shí)電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，則0～10min時(shí)，平均反應(yīng)速率υ（NO₂）=

0.015mol/（L?min）

．
（2）對(duì)于II中的反應(yīng)，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

bc

（選填編號(hào)）．
a．體系壓強(qiáng)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(duì)分子質(zhì)量保持不變
（3）如果Ⅱ中反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)

a

（選填編號(hào)）．
a．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)     b．平衡移動(dòng)時(shí)，正反應(yīng)速率先減小后增大
c．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)     d．平衡移動(dòng)時(shí)，逆反應(yīng)速率先增大后減小
（4）對(duì)于Ⅲ中的反應(yīng)，CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖示．該反應(yīng)是

放熱

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，簡(jiǎn)述選擇此壓強(qiáng)的理由：

在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失．

．

Answer 1

分析：（1）利用氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移計(jì)算出參加反應(yīng)的NO₂，然后再根據(jù)速率公式進(jìn)行計(jì)算；
（2）a．隨反應(yīng)：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的進(jìn)行，氣體的總的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變．
b．混合氣體顏色保持不變，說(shuō)明二氧化氮的濃度不變．
c．隨反應(yīng)進(jìn)行NO₂和SO₃的體積之比發(fā)生變化．
d．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量也不變，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變；
（3）反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，只有改變溫度使得平衡正向移動(dòng)；
（4）由圖示可知：相同壓強(qiáng)下，溫度升高，該反應(yīng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；根據(jù)此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失．

解答：解：（1）對(duì)于6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O，當(dāng)有6molNO₂反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了24mol電子，所以電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，參加反應(yīng)的NO₂為0.3mol，則0～10min時(shí)，平均反應(yīng)速率υ（NO₂）=

0.3mol 2L

10min

=0.015mol/（L?min），
故答案為：0.015mol/（L?min）；
（2）a．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)體系內(nèi)的壓強(qiáng)始終不變，所以不能根據(jù)“體系壓強(qiáng)保持不變”判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
 b．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，二氧化氮的濃度不變，所以能根據(jù)“混合氣體顏色保持不變”判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．隨反應(yīng)進(jìn)行NO₂和SO₃的體積之比發(fā)生變化．NO₂和SO₃的體積之比保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確；
d．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量也不變，所以平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變，所以不能根據(jù)“混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變”判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；    
故選：bc；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)K值變大說(shuō)明溫度升高平衡右移，正反應(yīng)速率先增大后減小，逆反應(yīng)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(qiáng)下，溫度升高，該反應(yīng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；根據(jù)此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失，
故答案為：放熱；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)，注意平時(shí)知識(shí)的積累以及靈活應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度不大．