Question

某条件下，在2L密闭容器中发生如下反应2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）
在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始浓度都为0，NO₂的浓度（mol?L^-1）随时间（min）的变化如图所示．请回答下列问题：
在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）体系中，n（NO₂）随时间的变化如表：
（1）实验Ⅱ隐含的反应条件是

使用了催化剂

（2）写出该反应的平衡常数表达式：K=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

．该反应是

吸

（填“吸”或“放”）热反应．
（3）若实验Ⅰ中达平衡后，再向密闭容器中通入2mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与O₂混合气体（保持温度不变），则平衡将

向右

移动．
（4）若将上述第（3）题所得的平衡混和气体通入足量的NaOH溶液中，使气体被充分吸收．生成的产物及其物质的量为

NaNO₃、3mol

．
（5）NO₂、NO是重要的大气污染物，近年来人们利用NH₃在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质，该反应的化学方程式为

8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O、6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O

．（任写一个）

Answer 1

分析：（1）实验Ⅰ和实验Ⅱ平衡时NO₂的浓度相同，但实验Ⅱ反应速率大；
（2）化学平衡常数为生成物浓度幂之比与反应物浓度幂之比的比，由图可知，温度越高，平衡时NO₂的浓度越小；
（3）根据平衡常数和浓度商判断平衡移动；
（4）极限转化为起始量可知，NO₂的物质的量为1mol/L×2L+1mol=3mol，1molO₂，二者在溶液中反应生成HNO₃，利用N原子守恒分析；
（5）利用氧化还原反应分析发生的化学反应．

解答：解：（1）因实验Ⅰ和实验Ⅱ平衡时NO₂的浓度相同，但实验Ⅱ反应速率大，则实验Ⅱ使用了催化剂，故答案为：使用了催化剂；
（2）由反应2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g），则K=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

，又温度越高，平衡时NO₂的浓度越小，则正反应为吸热反应，故答案为：吸；
（3）实验Ⅰ中达平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，
                2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）
开始（mol/L）：1                    0       0
变化（mol/L）：0.5                  0.5     0.25
平衡（mol/L）：0.5                  0.5     0.25
平衡常数k=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

=0.25，
通入2mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与O₂混合气体（保持温度不变），
此时为c（NO₂）=0.5mol/L+

1mol

2L

=1mol/L，c（NO）=0.5mol/L，c（O₂）=0.25mol/L+

1mol

2L

=0.75mol/L，
浓度商为Qc=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

=

0.52×0.75

12

=0.1825＜0.25，平衡向右移动，
故答案为：向右；
（4）极限转化为起始量可知，NO₂的物质的量为1mol/L×2L+1mol=3mol，1molO₂，二者在溶液中反应生成HNO₃，硝酸与NaOH反应生成NaNO₃，
由N原子守恒可知，NO₂～NaNO₃，所以得到NaNO₃的物质的量为3mol，故答案为：NaNO₃、3mol；      
（5）因氨气具有还原性，NO₂、NO具有氧化性，由氧化还原反应转化为无毒的氮气可排放在环境中，氧化还原反应为8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O、6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O，
故答案为：8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O、6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O．

点评：本题考查图象与化学平衡，明确影响化学平衡的因素及图象中量的是解答本题的关键，（4）是学生解答中的难点，注意利用K与Q来分析平衡移动的方法．