Question

15．研究NO₂、NO、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．NO₂可用下列反應來處理：
6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）+Q（Q＞0）．
（1）120℃時，該反應在一容積為2L的容器內(nèi)反應，20min時達到平衡．10min時氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多了1.4g，則0～10min時，平均反應速率υ（NO₂）=0.015mol/（L•min），電子轉(zhuǎn)移了1.2N_A 個．
（2）一定條件下上述反應在某體積固定的密閉容器中進行，能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是c．
a．c（NO₂）：c（NH₃）=3：4 b．6v（NO₂）_正=7v（N₂）_逆
c．容器內(nèi)氣體總壓強不再變化 d．容器內(nèi)氣體密度不再變化
（3）若保持其它條件不變，縮小反應容器的體積后達到新的平衡，此時NO₂和N₂的濃度之比增大（填增大、不變、減小），NO₂的轉(zhuǎn)化率減�。�
（4）一定條件下NO₂與SO₂可發(fā)生反應，方程式：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）-Q．若反應的平衡常數(shù)K值變大，該反應ad（選填編號）．
a．一定向正反應方向移動 b．平衡移動時，逆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，正反應速率先增大后減小
（5）請寫出用NaOH溶液完全吸收含等物質(zhì)的量的NO、NO₂混合氣體的離子方程式NO+NO₂+2OH^-=2NO₂^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）利用化合價變化判斷氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，然后根據(jù)“氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多了1.4g”計算出消耗二氧化氮的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（2）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各組分的濃度不再變化，據(jù)此進行判斷；
（3）縮小反應容器體積，增大了壓強，平衡向著逆向移動，據(jù)此判斷二氧化氮與氮氣的濃度之比變化及二氧化氮的轉(zhuǎn)化率變化；
（4）反應的平衡常數(shù)K值變大，只有改變溫度使得平衡正向移動；
（5）用NaOH溶液完全吸收含等物質(zhì)的量的NO、NO₂混合氣體，恰好反應生成亞硝酸鈉和水．

解答 解：（1）對于6NO₂+8NH₃$\stackrel{催化劑}{?}$7N₂+12H₂O，當有6molNO₂反應共轉(zhuǎn)移了24mol電子，該反應的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物都是氮氣，根據(jù)N原子守恒，6mol二氧化氮反應生成4mol氧化產(chǎn)物、3mol還原產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1mol，質(zhì)量多：28g/mol×1mol=28g，則氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多了1.4g時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：24mol×$\frac{1.4g}{28g}$=1.2mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.2N_A；
參加反應的NO₂為：6mol×$\frac{1.2mol}{24mol}$=0.3mol，則0～10min時，平均反應速率υ（NO₂）=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{10min}$=0.015mol/（L•min），
故答案為：0.015mol/（L•min）；1.2N_A ；
（2）a．c（NO₂）：c（NH₃）=3：4，無法判斷各組分的濃度是否變化，則無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．6v（NO₂）_正=7v（N₂）_逆，表示的是正逆反應速率，但是不滿足計量數(shù)關(guān)系，所以沒有達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．容器內(nèi)氣體總壓強不再變化：該反應前后氣體體積不相等，則反應過程中壓強會發(fā)生變化，當壓強不變時，表明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．容器內(nèi)氣體密度不再變化：該反應過程中氣體的密度始終不變，無法根據(jù)密度變化判斷平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：c；
（3）若保持其它條件不變，縮小反應容器的體積后達到新的平衡，由于增大了壓強，平衡向著逆向移動，導致二氧化氮的含量增大、氮氣的含量減小，所以此時NO₂和N₂的濃度之比增大，NO₂的轉(zhuǎn)化率減小，
故答案為：增大；減小；
（4）化學平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應為吸熱反應，平衡常數(shù)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ad正確，
故答案為：ad；
（5）用NaOH溶液完全吸收含等物質(zhì)的量的NO、NO₂混合氣體，反應的離子方程式為：NO+NO₂+2OH^-=2NO₂^-+H₂O，
故答案為：NO+NO₂+2OH^-=2NO₂^-+H₂O．

點評 本題考查了化學平衡的計算，題目難度中等，涉及化學平衡及其影響、化學平衡狀態(tài)的判斷、離子方程式書寫、氧化還原反應的計算等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析能力及靈活應用能力．