Question

【题目】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

I. 利用反应：6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O处理NO2。

II. 一定条件下NO2与SO2可发生反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0) 。

III. CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 。

（1）硫离子最外层电子的电子排布式为__________________，氨气分子的电子式为___________，氨气分子属于___________分子（填“极性”或者“非极性”）。

（2）C、O、S、N这四种元素中属于同周期元素的非金属性由强到弱的顺序为_______________，能证明其递变规律的事实是（________）

a、最高价氧化物对应水化物的酸性 b、气态氢化物的沸点

c、单质与氢气反应的难易程度 d、其两两组合形成的化合物中元素的化合价

（3）对于I中的反应，120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，10min时电子转移了1.2mol，则0～10min时，平均反应速率υ(NO2) =_______________。

（4）对于II中的反应，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中反应，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. NO2浓度保持不变

c. NO2和SO3的体积比保持不变 d. 混合气体的平均相对分子质量保持不变

（5）请写出II中反应的平衡常数表达式K=_____________________________________。如果II中反应的平衡常数K值变大，该反应___________

a.一定向正反应方向移动 b. 平衡移动时，正反应速率先减小后增大

c.一定向逆反应方向移动 d. 平衡移动时，逆反应速率先增大后减小

（6）对于III中的反应，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图示。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，简述选择此压强的理由：____________________________。

Answer 1

【答案】 3s23p6 极性 O＞N＞C cd 0.015mol/(L·min) b c [SO3][NO]/[NO2] [SO2] a 250℃、1.3×104 kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失

【解析】试题分析：（1）硫离子最外层有8个电子，排布式在3s、3p轨道；氨气分子中氮原子通过3个共价键与氢原子结合；氨气分子中为极性共价键，空间构型为三角锥；（2）C、O、S、N这四种元素中，C、O、N为第三周期元素，N属于第四周期元素；同周期元素的非金属性从左到右依次增强；可以根据最高价氧化物的水化物酸性强弱、与氢气化合的难易、气态氢化物的稳定性判断非金属性；（3）6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O，电子转移了1.2mol，消耗NO2 0.3mol，根据 计算速率；（4）根据平衡标志分析；（5）II中反应的平衡常数表达式K= ；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0)，正反应吸热，平衡常数增大，说明温度升高；（6）CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 250℃、1.3×104 kPa下，CO的转化率已经很高；

解析：（1）硫离子最外层有8个电子，排布式在3s、3p轨道，硫离子最外层电子的电子排布式为3s23p6；氨气分子中氮原子通过3个共价键与氢原子结合，氨分子的电子式是；氨气分子中为极性共价键，空间构型为三角锥，所以氨分子是极性分子；（2）C、O、S、N这四种元素中，C、O、N为第三周期元素，N属于第四周期元素；同周期元素的非金属性从左到右依次增强，所以非金属性O＞N＞C；a、氧元素没有氧化物，故a错误； b、气态氢化物的沸点，不能反映非金属性强弱，故b错误； c、单质越易与氢气反应，非金属性越强，故c正确； d、其两两组合形成化合物时，非金属性强的显负价，故d正确，选cd；（3）6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O，电子转移了1.2mol，消耗NO2 0.3mol， mol/(L·min)；（4）a. 反应前后气体系数和不变，所以压强是恒量，所以压强保持不变，不一定达到平衡状态，故a错误； b.根据化学平衡定义，NO2浓度保持不变一定达到平衡状态，故b正确； c.设开始投料amol NO2与2amolSO2，反应消耗NO2的物质的量为xmol， NO2和SO3的体积比为 ，所以NO2和SO3的体积比是变量，体积比保持不变一定达到平衡，故c正确； d. 根据 ，混合气体的平均相对分子质量是恒量，平均相对分子质量保持不变不一定达到平衡，故d错误，选bc；（5）II中反应的平衡常数表达式K= ；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0)，正反应吸热，平衡常数增大，说明温度升高；温度升高时，平衡一定正向移动，故a正确；b. 温度升高时，正反应速率先增大后减小，故b错误； c. 温度升高时，一定向正反应方向移动，故c错误； d. 温度升高，逆反应速率增大，故d错误。（6）CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 250℃、1.3×104 kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。