Question

研究NO₂、NO、SO₂ 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。NO₂可用下列反应来处理：

6NO₂(g)+8NH₃(g) 7N₂(g)+12H₂O(g)+Q(Q＞0)。

(1)120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡。10min时氧化产物比还原产物多了1.4g，则0～10min时，平均反应速率υ(NO₂) = ____________________ ，电子转移了 ___________ 个。

(2)一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的是____________。

a．c(NO₂)：c(NH₃) = 3：4                b．6v(NO₂)_正 = 7v(N₂)_逆

c．容器内气体总压强不再变化            d．容器内气体密度不再变化

(3)若保持其它条件不变，缩小反应容器的体积后达到新的平衡，此时NO₂和N₂的浓度之比_________ (填增大、不变、减小)，NO₂的转化率 ______________。

(4)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。若反应的平衡常数K值变大，该反应___________(选填编号)。

a.一定向正反应方向移动          b. 平衡移动时，逆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，正反应速率先增大后减小

(5)请写出用NaOH溶液完全吸收含等物质的量的NO、NO₂混合气体的离子方程式___________。

Answer

0.015mol/(L·min) 1.2NA c 增大 减小 ad NO + NO2+2OH- =2NO2-+ H2O

【解析】

(1)利用化合价变化判断氧化产物、还原产物，然后根据“氧化产物比还原产物多了1.4g”计算出消耗二氧化氮的物质的量及转移电子的物质的量；

(2)可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不再变化，据此进行判断；

(3)缩小反应容器体积，增大了压强，平衡向着逆向移动，据此判断二氧化氮与氮气的浓度之比变化及二氧化氮的转化率变化；

(4)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；

(5)用NaOH溶液完全吸收含等物质的量的NO、NO2混合气体，恰好反应生成亚硝酸钠和水。

(1)对于6NO2(g)+8NH3(g) 7N2(g)+12H2O(g)，当有6molNO2反应共转移了24mol电子，该反应的氧化产物和还原产物都是氮气，根据N原子守恒，6mol二氧化氮反应生成4mol氧化产物、3mol还原产物，氧化产物比还原产物多1mol，质量多：28g/mol×1mol=28g，则氧化产物比还原产物多了1.4g时转移电子的物质的量为：24mol×=1.2mol，转移电子数为1.2NA；参加反应的NO2为：6mol×=0.3mol，则0～10min时，平均反应速率υ(NO2)==0.015mol/(L•min)，故答案为：0.015mol/(L•min)；1.2NA ；

(2)a．c(NO2)：c(NH3)=3：4，无法判断各组分的浓度是否变化，则无法判断是否达到平衡状态，故a错误；

b．6v(NO2)正=7v(N2)逆，表示的是正逆反应速率，但是不满足计量数关系，所以没有达到平衡状态，故b错误；

c．容器内气体总压强不再变化：该反应前后气体体积不相等，则反应过程中压强会发生变化，当压强不变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故c正确；

d．容器内气体密度不再变化：该反应过程中气体的密度始终不变，无法根据密度变化判断平衡状态，故d错误；

故答案为：c；

(3)若保持其它条件不变，缩小反应容器的体积后达到新的平衡，由于增大了压强，平衡向着逆向移动，导致二氧化氮的含量增大、氮气的含量减小，所以此时NO2和N2的浓度之比增大，NO2的转化率减小，故答案为：增大；减小；

(4)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继续增大，故ad正确，故答案为：ad；

(5)用NaOH溶液完全吸收含等物质的量的NO、NO2混合气体，反应的离子方程式为：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，故答案为：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O。