Question

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(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．利用反應(yīng)6NO₂+8NH₃

催化劑

加熱

7N₅+12H₂O也可處理NO₂．當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗的NO₂在標準狀下是

 

L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
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(yīng)，下列能說明反應(yīng)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1mol SO₃的同時生成1molNO₂
測得上述反應(yīng)平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=

 

．
（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示，該反應(yīng)的△H=

 

0（填“＞”“＜”或“=”），實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa，選擇此壓強的理由是

 

．

Answer 1

考點：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）根據(jù)化合價的變化結(jié)合方程式計算；
（2）①利用蓋斯定律并根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式；
②得到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；
③計算平衡時各物質(zhì)的濃度，可根據(jù)平衡常數(shù)的表達式求出平衡常數(shù)；
（3）從橫坐標上一點，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越低轉(zhuǎn)化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動．

解答： 解：（1）硝酸和水之間的反應(yīng)為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，反應(yīng)6NO₂+8NH₃?7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移24mol電子，所以當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗NO₂0.3mol，體積為6.72L，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；6.72；
（2）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1 ①
       2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1 ②
利用蓋斯定律將①×

1

2

-②×

1

2

得：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：-41.8；
②a．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．SO₃和NO的計量數(shù)之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則每消耗1mol SO₃的同時生成1molNO₂，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故選：b；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積 a      2a         0       0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積 x       x         x       x
平衡物質(zhì)的體積 a-x    2a-x       x       x
平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，即 

a-x

2a-x

=1：6，故x=

4

5

a，
故平衡常數(shù)K=

c(SO3)?c(NO)

c(NO2)?c(SO2)

=

16 25 a2

a 5 × 6a 5

=

8

3

，
故答案為：

8

3

；
（3）從橫坐標上一點0.5處，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越高轉(zhuǎn)化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動．
第二問：實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是工業(yè)生產(chǎn)要考慮速經(jīng)濟效益，要考慮速度和效率，壓強越大需要的條件越高，花費越大，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，經(jīng)濟效益低．

點評：本題綜合考查化學(xué)平衡移動、蓋斯定律以及平衡常數(shù)的計算，側(cè)重于學(xué)生綜合運用化學(xué)知識的能力的考查，題目難度中等．