Question

（18分）研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）NO2可用水吸收，相應的化學反應方程式為____________________________。利用反應6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O也可處理NO2。當轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗的NO2在標準狀況下是________L。

（2）已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH=—196.6 kJ/mol ；

2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH=—113.0 kJ/mol ；

①則反應NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH 的ΔH＝________ kJ/mol。

②一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是___ _____。

A．體系壓強保持不變

B．混合氣體顏色保持不變

C．SO3和NO的體積比保持不變

D．每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2

③測得上述反應平衡時NO2與SO2的體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝__ ______。

（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，ΔH。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關系如圖所示。

該反應ΔH________0(填“＞”或“＜”)。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強的理由是____________________________ __。

Answer 1

（本題共18分）

（1）3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO（3分） 6.72（3分）

（2）①-41.8（3分） ②B（2分） ③2.67或（3分）

（3）＜（2分） 在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失（2分）

【解析】

試題分析：（1）二氧化氮與水反應生成硝酸和NO，化學方程式為3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；反應6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O也可處理NO2。1mol二氧化氮轉(zhuǎn)化為氮氣時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol，所以當轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗的NO2的物質(zhì)的量0.3mol，在標準狀況下是0.3mol×22.4L/mol=6.72L；

（2）①根據(jù)蓋斯定律，將上式減去下式再除以2可得所求化學方程式的反應熱，所以NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH=[（-196.6 kJ/mol）-(-113.0 kJ/mol)]/2=-41.8kJ/mol；

②A、NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)是氣體物質(zhì)的量不變的可逆反應，所以氣體的壓強不會變化的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，錯誤；B、隨著反應的進行，二氧化氮的濃度減小，氣體的顏色變淺，當氣體的顏色不變時，說明反應達到平衡狀態(tài)，正確；C、因為生成的三氧化硫與NO的物質(zhì)的量比是1:1，所以SO3和NO的體積比始終不變，不能判斷達到平衡狀態(tài)，錯誤；D、每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2，代表的都是逆反應速率，錯誤，答案選B；

③測得上述反應平衡時NO2與SO2的體積比為1∶6，根據(jù)氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比，設NO2與SO2的起始物質(zhì)的量為1mol、2mol，二者都消耗xmol，則（1-x）：（2-x）=1:6，解得x=0.8，所以生成SO3(g)和NO（g）的物質(zhì)的量都是0.8mol,則平衡常數(shù)K＝(0.8×0.8)/(0.2×1.2)=8/3；

（3）溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，所以溫度升高，平衡逆向移動，則正向是放熱反應，所以ΔH<0；根據(jù)所給圖像可知，在250℃、1.3×104 kPa時，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失。

考點：考查對氧化還原反應的計算，蓋斯定律的應用，化學平衡狀態(tài)的判斷，平衡常數(shù)的計算，圖像的分析