Question

【题目】研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

I．污染物SO2、NO2经O2预处理后用CaSO3悬浊液吸收，可减少尾气中SO2、NOx的含量。

T℃时，O2氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：

（1）T℃时，反应3NO(g)+O3(g) 3NO2(g)的△H=_______________kJ.mol-1。

（2）T℃时，将0.6molNO和0.2molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中，NO的浓度随反应时间的变化如图1所示。

①T℃时，反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的平衡常数K=______________。

②不能说明反应达到平衡状态的是______________。

A．气体颜色不再改变 B．气体的平均摩尔质量不再改变

C．气体的密度不再改变 D．单位时间内生成O3和NO2物质的量之比为1：3

II．NO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题：

（3）如图2所示，A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2，将各1 molNO2通过K1、K3分别充入真空A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL（忽略导管中的气体体积）。

①若容器A中到达平衡所需时间ts，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO2)=________________。

②若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4aL，则打开K2之前，气球B体积为__________L。

③若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数______________（填“变大”“变小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】 -317.1 240（或240 L.mol一1） C 0．7a 变小

【解析】Ⅰ．(1)①NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)△H=-200.9 kJ/mol，②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-116.2 kJ/mol，①+②得到T℃时，反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的△H=-317.1kJ/mol，故答案为：-317.1；

(2)①T℃时，将0.6molNO和0.2molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中，图象分析可知平衡状态NO浓度为0.1mol/L，10min达到平衡，

3NO(g)+O3(g)3NO2(g)

起始量(mol/L) 0.3 0.1 0

变化量(mol/L) 0.2 0.2

平衡量(mol/L) 0.1 0.2

K==240，故答案为：240；

②反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的△H=-317.1kJ/mol，反应是气体体积减小的放热反应。A．气体颜色不再改变，说明二氧化氮浓度不变，反应达到平衡状态，故A不符合；B．反应前后气体质量不变，物质的量变化，当气体的平均摩尔质量不再改变说明反应达到平衡状态，故B不符合；C．气体质量和体积不变，气体的密度始终不改变，不能说明反应达到平衡状态，故C符合；D．反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比，当单位时间内生成O3和NO2物质的量之比为1：3，表明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故D不符合；故答案为：C；

Ⅱ．(3)①关闭K2，将各1molNO2通过K1、K3分别充入真空A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL，若容器A中到达平衡所需时间ts，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，设生成四氧化二氮为x

2NO2(g)N2O4(g)

起始量 1 0

变化量 2x x

平衡量 1-2x x

1-2x+x=0.8×1，解得：x=0.2mol，则平均化学反应速率v(NO2)==mol/(Ls)，故答案为：mol/(Ls)；

②打开K2，则相当于是在等温等压时的平衡，因此平衡是等效的，由于此时反应物的物质的量是B中的二倍，所以打开K2之前，气球B体积为(aL+0.4aL)÷2=0.7aL，故答案为：0.7a；

③若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，相当于中等压强，平衡正向进行，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数变小，故答案为：变小。