Question

一種新型的煙氣脫硝技術(shù)（除去煙氣中的 NO_X）的有關(guān)反應(yīng)方程式如下：
①4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）+1627.2kJ；
②6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）+1807.0kJ；
③6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）+659.9kJ；
（1）據(jù)上述方程式①②，請寫出N₂與O₂反應(yīng)生成NO的熱化學(xué)方程式（假設(shè)方程式為可逆反應(yīng)）

 

；
（2）若反應(yīng)③在一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：
①寫出該反應(yīng)在500℃時的平衡常數(shù)表達式

 

；
②若在500℃時反應(yīng)達到平衡，此時N₂的濃度為0.5mol/L．然后迅速縮小容器容積到1升，2min后重新達到平衡，N₂的濃度為n mol/L．則n的范圍是

 

；若n的值為0.8mol/L，此時NO₂的平均反應(yīng)速率為

 

；在上述過程中，氣體的平均摩爾質(zhì)量在不斷

 

（填“變大”或“變小”）．
③達到平衡后，若要提高單位時間內(nèi)NO₂的轉(zhuǎn)化率，且保持平衡常數(shù)不變，可以采取的措施是

 

；
A． 增大反應(yīng)容器的體積     B．向容器中充入氨氣
C． 加入適當?shù)拇呋瘎?nbsp;      D．降低反應(yīng)體系的溫度．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來解答本題；
（2）①平衡常數(shù)表達式是用生成物平衡濃度的冪之積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪之積；
②根據(jù)勒沙特列原理：改變影響平衡的條件之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動來解答；根據(jù)n的值為0.8mol/L，求出N₂的反應(yīng)速率，即可求出此時NO₂的反應(yīng)速率；平均摩爾質(zhì)量=

混合物的總質(zhì)量

混合物的總物質(zhì)的量

，通過分析得出平均摩爾質(zhì)量的變化；
③根據(jù)要求是提高單位時間內(nèi)NO₂的轉(zhuǎn)化率，且保持平衡常數(shù)不變，通過排除的方法即可得出答案．

解答： 解：（1）根據(jù)蓋斯定律可知：將①-②可得：N₂（g）+O₂（g） 2NO（g）△H=（-1627.2kJ/mol）-（-1807.0kJ/mol）=+179.8 kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+O₂（g） 2NO（g）△H=+179.8 kJ/mol；
（2）①根據(jù)平衡常數(shù)表達式是用生成物平衡濃度的冪之積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪之積可得，該反應(yīng)在500℃時的平衡常數(shù)表達式為：

C7(N2)?C12(H2O)

C6(NO2)?C8(NH3)

，
故答案為：

C7(N2)?C12(H2O)

C6(NO2)?C8(NH3)

；
②迅速縮小容器容積到1升后，假若平衡不移動，此時N₂的濃度為1mol/L，但根據(jù)勒沙特列原理可知，加壓后平衡左移，故N₂的濃度小于1mol/L；而平衡的移動只能減弱引起平衡移動的這種改變，故N₂的濃度要大于原來的濃度0.5mol/L，即0.5mol/L＜n＜1mol/L；若n的值為0.8mol/L，則N₂的濃度的改變量為△C=0.2mol/L，即N₂的平均反應(yīng)速率為V（N₂）=

0.2mol/L

2min

=0.1mol/（L?min），此時NO₂的平均反應(yīng)速率為

0.1

7

×6mol/（L?min）=0.0857mol/（L?min）；根據(jù)平衡向左移可知，混合物的總質(zhì)量不變，而混合物的總物質(zhì)的量變大，根據(jù)平均摩爾質(zhì)量=

混合物的總質(zhì)量

混合物的總物質(zhì)的量

可知，平均摩爾質(zhì)量會變大，
故答案為：0.5mol/L＜n＜1mol/L；0.0857mol/（L?min）；變大；
③由于要保持平衡常數(shù)不變而且提高單位時間內(nèi)NO₂的轉(zhuǎn)化率，故必須保持溫度不變、平衡右移、反應(yīng)速率增大．
A、增大反應(yīng)容器的體積，壓強減小，平衡右移，平衡常數(shù)不變，但反應(yīng)速率減小，故A錯誤；  
B、向容器中充入氨氣，平衡右移，平衡常數(shù)不變，反應(yīng)速率增大，故B正確；
C、加入適當?shù)拇呋瘎�，平衡常�?shù)不變，化學(xué)反應(yīng)速率加快，但平衡不移動，故C錯誤；
D、降低反應(yīng)體系的溫度，反應(yīng)速率減小，平衡右移，且K變化，故D錯誤．
故選B．

點評：本題考查了蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)表達式的書寫以及反應(yīng)速率的求算，綜合性較強．