[题目]某工厂的废气中含有CO.SO2.NO等有毒气体.为了更有效地治理该废气.某研究小组分别设计了如下两个方案:方案(1):治理含CO.SO2的烟道气.以Fe2O3作催化剂.将CO.SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体.已知:ⅰ.硫的熔点112.8℃.沸点444.6℃,ⅱ.反应每得到1mol硫.放出270kJ的热量.①写出该治理烟道气反应的热� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】某工厂的废气中含有CO、SO2、NO等有毒气体，为了更有效地治理该废气，某研究小组分别设计了如下两个方案：

方案(1)：治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3作催化剂，将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体。

已知：ⅰ.硫的熔点112.8℃，沸点444.6℃；

ⅱ.反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量。

①写出该治理烟道气反应的热化学方程式：。

②其他条件相同，催化剂不同时，上述反应中SO2的转化率随反应温度的变化如下图。不考虑催化剂价格因素，生产中选Fe2O3作催化剂的主要原因是。

方案(2)：用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向某容积为2L 的密闭容器中加入NO和足量的活性炭(固体试样体积忽略不计)，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间/min 浓度/(mol/L)	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.32	0.32
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.34	0.34
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.17	0.17

①10min～20min以v(CO2)表示的反应速率为。

②根据表中数据，T1℃时该反应的平衡常数为 (保留两位有效数字)。

③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态标志的是 (填序号字母)。

A．容器内压强保持不变

B．2v正(NO)=v逆(N2)

C．容器内CO2的体积分数不变

D．混合气体的密度保持不变

④30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是；

⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，NO的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)

⑥50min时，保持其他条件不变，往容器中再充入0.32 mol NO和0.34mol CO2，平衡将向方向移动。

【答案】

(1)①2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g)△H=-270kJ/mol

②Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，SO2转化率较高

(2)①0.009mol·L-1·min-1；②0.56；③CD；④减小CO2 的浓度；⑤不变；⑥正反应。

【解析】

试题分析：(1)①反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量，热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2 (g)△H=-270kJ/mol，故答案为：2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2 (g)△H=-270kJ/mol；

②由图可知，生产中选Fe2O3做催化剂的主要原因是Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率，能耗小，故答案为：Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率；

(2)①10min～20min以v(CO2) 表示的反应速率==0.009 molL-1min-1，故答案为：0.009 molL-1min-1；

②反应的平衡常数为：K= ==0.56，故答案为：0.56；

③C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，反应是气体体积不变的反应；A．反应是气体体积不变的反应，反应过程中和反应平衡状态压强相同，所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡，故A错误；B．反应速率之比等于化学方程式系数之比，当v正(NO)=2v逆(N2)，反应达到平衡，v正(NO)=2v正(N2)z只能说明反应正向进行，故B错误；C．容器内CO2的体积分数不变，说明反应达到平衡，故C正确；D．混合气体密度等于质量除以体积，反应中碳是固体，平衡移动气体质量变化，体积不变，所以混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡，故D正确；故选CD；

④30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，依据平衡常数计算得到c(N2)=0.34mol/L；c(CO2)=0.17mol/L；c(NO)=0.32mol/L；K===0.56，化学平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度减小，反应前后气体体积不变，所以减小二氧化碳浓度，平衡正向进行的结果；故答案为：减小CO2 的浓度；