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【题目】研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)已知: CO可将部分氮的氧化物还原为N2

反应I :2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ.mol-1

反应II :4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ.mol-1

则反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)的△H=______kJ/mol。

(2)一定条件下,将NO2与CO以体积比1:2置于密闭容器中发生反应II,下列能说明反应达到平衡状态的是________

a.体系压强保持不变 b.容器中气体密度保持不变

c.混合气体颜色保持不变 d.每消耗2molNO2的同时生成1molN2

(3)温度为T、容积为10L的恒容密闭容器中,充入1molCO和0.5 mol SO2发生反应:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(g) 实验测得生成的CO2体积分数(φ) 随着时间的变化曲线如图所示:

①达到平衡状态时,SO2的转化率为__,该温度下反应的平衡常数K=______

②其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入SO2(g).CO(g)、S(g)、CO2(g)各0.2mol,此时v(正)___v(逆) (填“>”“<”或“=”)。

(4)SCR法是工业上消除氦氧化物的常用方法,反应原理为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H<0.在催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示:

图中A点处NO的转化率_______(填“可能是”、“一定是 ”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率;B点之后,NO转化率降低的原因可能是________

A.平衡常数变大 B.副反应增多

C.催化剂活性降低 D.反应活化能增大

(5)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-198kJ.mol-l 是制备硫酸的重要反应。在VL恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在不同条件下进行反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示。a和b平衡时,SO3体积分数较大的是_______; 判断的依据是________

【答案】 -227 ac 60% 3.375 > 一定不是 BC a b起始压强大于a,说明其温度高于a,而该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,SO3体积分数减小

【解析】 (1)已知:反应I:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746kJ.mol-1反应II:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H=-1200kJ.mol-1。根据盖斯定律,由(II-I)可得反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g),所以其H=[-1200kJ.mol-1 -(-746kJ.mol-1)]-227kJ/mol。

(2)一定条件下,将NO2CO以体积比1:2置于密闭容器中发生反应II,该反应的正反应是气体分子数减少的反应。a.体系压强保持不变,说明各组分的物质的量保持不变;b.由于气体的质量和体积始终不变,所以容器中气体密度保持不变;c.混合气体颜色保持不变说明各组分的浓度保持不变;d.每消耗2molNO2的同时生成1molN2不能说明正反应速率和逆反应速率相等综上所述能说明反应达到平衡状态的是ac。

(3)①由图中信息可知,达到平衡状态时,CO2体积分数为0.4,n(CO2)=(1mol+0.5mol)0.4=0.6mol,则SO2的变化量是0.3mol,其转化率为60%。各组分CO、SO2、CO2、S的平衡浓度分别为0.04mol/L、0.02 mol/L、0.06 mol/L、0.03 mol/L,该温度下反应的平衡常数K==3.375。②其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入SO2(g).CO(g)、S(g)、CO2(g)0.2mol,此时Qc=<K,所以反应向正反应方向进行,v() >v()。

(4)由于该反应是放热反应平衡常数随温度升高而减小所以其平衡转化率随温度升高而减小温度越低NO的平衡转化率越大。A点对应的温度低反应速率较慢,NO的转化率小于B点,所以A点尚未达到平衡状态,故ANO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率;催化剂不变则活化能不变,B点之后,NO转化率降低的原因可能是副反应增多或催化剂活性降低BC。

(5) ab平衡时,SO3体积分数较大的是a,判断的依据是由图可知,b起始压强大于a,由于容器体积相同、起始投料相同,说明其温度高于a ,而该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,SO3体积分数减小

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