Question

某條件下，在2L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）
在三種不同條件下進(jìn)行，其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ都在800℃，實(shí)驗(yàn)Ⅲ在850℃，NO、O₂的起始濃度都為0，NO₂的濃度（mol?L^-1）隨時(shí)間（min）的變化如圖所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)：2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）體系中，n（NO₂）隨時(shí)間的變化如表：
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ隱含的反應(yīng)條件是

使用了催化劑

（2）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

．該反應(yīng)是

吸

（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
（3）若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，再向密閉容器中通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與O₂混合氣體（保持溫度不變），則平衡將

向右

移動(dòng)．
（4）若將上述第（3）題所得的平衡混和氣體通入足量的NaOH溶液中，使氣體被充分吸收．生成的產(chǎn)物及其物質(zhì)的量為

NaNO₃、3mol

．
（5）NO₂、NO是重要的大氣污染物，近年來(lái)人們利用NH₃在一定條件下與之反應(yīng)而將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O、6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O

．（任寫一個(gè)）

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ平衡時(shí)NO₂的濃度相同，但實(shí)驗(yàn)Ⅱ反應(yīng)速率大；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之比與反應(yīng)物濃度冪之比的比，由圖可知，溫度越高，平衡時(shí)NO₂的濃度越小；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商判斷平衡移動(dòng)；
（4）極限轉(zhuǎn)化為起始量可知，NO₂的物質(zhì)的量為1mol/L×2L+1mol=3mol，1molO₂，二者在溶液中反應(yīng)生成HNO₃，利用N原子守恒分析；
（5）利用氧化還原反應(yīng)分析發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)．

解答：解：（1）因?qū)嶒?yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ平衡時(shí)NO₂的濃度相同，但實(shí)驗(yàn)Ⅱ反應(yīng)速率大，則實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用了催化劑，故答案為：使用了催化劑；
（2）由反應(yīng)2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g），則K=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

，又溫度越高，平衡時(shí)NO₂的濃度越小，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸；
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，c（NO₂）=0.5mol/L，
                2NO₂（g） 2NO（g）+O₂（g）
開(kāi)始（mol/L）：1                    0       0
變化（mol/L）：0.5                  0.5     0.25
平衡（mol/L）：0.5                  0.5     0.25
平衡常數(shù)k=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

=0.25，
通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與O₂混合氣體（保持溫度不變），
此時(shí)為c（NO₂）=0.5mol/L+

1mol

2L

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

1mol

2L

=0.75mol/L，
濃度商為Qc=

c(NO)2×c(O2)

c(NO2)2

=

0.52×0.75

12

=0.1825＜0.25，平衡向右移動(dòng)，
故答案為：向右；
（4）極限轉(zhuǎn)化為起始量可知，NO₂的物質(zhì)的量為1mol/L×2L+1mol=3mol，1molO₂，二者在溶液中反應(yīng)生成HNO₃，硝酸與NaOH反應(yīng)生成NaNO₃，
由N原子守恒可知，NO₂～NaNO₃，所以得到NaNO₃的物質(zhì)的量為3mol，故答案為：NaNO₃、3mol；      
（5）因氨氣具有還原性，NO₂、NO具有氧化性，由氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的氮?dú)饪膳欧旁诃h(huán)境中，氧化還原反應(yīng)為8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O、6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O，
故答案為：8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O、6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查圖象與化學(xué)平衡，明確影響化學(xué)平衡的因素及圖象中量的是解答本題的關(guān)鍵，（4）是學(xué)生解答中的難點(diǎn)，注意利用K與Q來(lái)分析平衡移動(dòng)的方法．