题目内容
【题目】(1)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知:SO2(g) +1/2O2(g) SO3(g) △H=-98 kJ·mol-1。某温度下该反应的平衡常数K=10/3,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正) _____v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
(2)下表列出了常见的烟气脱硝的两种方法
编号 | 名称 | 原理 |
方法一 | 尿素法 | 在温度70—95℃时,尿素CO(NH2)2溶液吸收NO、NO2,将其转化为N2 |
方法二 | 选择性催化还原( SCR)法 | 以NH3等作为还原剂,将烟气中的NOx还原生成N2和H2O |
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.6 kJ·mol—1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H= -92.4kJ·mol—1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H= -483.6 kJ·mol—1
则4NO(g) +4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g);△H=_________ kJ·mol-1。
(3)CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);ΔH。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图1和图2。
①该反应的ΔH_______0(选填“<”、“>”或“=”,下同),K1_________K2。
②将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有___。
【答案】 > 1627.2 < > 升温或减压
【解析】(1)向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),三种物质的浓度分别为0.03mol/L、0.16mol/L、0.03mol/L,某温度下该反应的平衡常数K=,因为浓度商Qc==2.5>K,所以化学反应正向进行,即v(正)>v(逆),故答案为:>;
(2)已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.6kJmol-1,②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4kJmol-1,③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJmol-1,依据盖斯定律③×3-②×2-①×2得到,4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)△H=-1627.2kJ/mol,故答案为:-1627.2;
(3)①图1可以看出,甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大,说明升高温度,甲醇的物质的量减少,即平衡逆向移动,说明正反应是放热反应,所以△H<0;因正反应是放热反应,温度降低,平衡正向移动,平衡常数增大,所以说低温时平衡常数大;故答案为:<;>;
②CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),ΔH<0,因正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇的体积分数减小,减小压强,平衡逆向移动,甲醇的体积分数减小,将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压,故答案为:升温或减压。