题目内容

研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理有重要意义.
(1)NO2可用水吸收,相应的化学方程式为______.利用反应
6NO2+8NH3
催化剂
7N2+12H2O也可以处理NO2.当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是______L.
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-1
2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的△H=______kJ?mol-1
一定条件下,将与体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反映达到平衡状态的是______.
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3与NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K=______.
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.该反应△H______0(填“>”或“<”).实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是______.
(1)NO2与H2O反应的方程式为:3NO2+H2O═2HNO3+NO;6NO2+8NH3═7N2+12H2O,当反应中有1 mol NO2参加反应时,共转移了4 mol电子,故转移1.2mol电子时,消耗的NO2为1.2÷4×22.4L=6.72L.
(2)根据盖斯定律,将第二个方程式颠倒过来,与第一个方程式相加得:2NO2+2SO2═2SO3+2NO,△H=-83.6 kJ?mol-1,故NO2+SO2?SO3+NO,△H=-41.8 kJ?mol-1;本反应是反应前后气体分子数不变的反应,故体系的压强保持不变,故a不能说明反应已达到平衡状态;随着反应的进行,NO2的浓度减小,颜色变浅,故b可以说明反应已达平衡;SO3和NO都是生成物,比例保持1:1,故c不能作为平衡状态的判断依据;d中所述的两个速率都是逆反应速率,不能作为平衡状态的判断依据.
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始物质的体积 1a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 1a-x 2a-xxx
则(1a-x):(2a-x)=1:6,故x=
4
5
a,故平衡常数为=x2/(1a-x)(2a-x)=8/3.
(3)由图可知,温度升高,CO的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,故逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,△H<0;压强大,有利于加快反应速率,有利于使平衡正向移动,但压强过大,需要的动力大,对设备的要求也高,故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件.因为在250℃、压强为1.3×104 kPa时,CO的转化率已较大,再增大压强,CO的转化率变化不大,没有必要再增大压强.
故答案为:(1)3NO2+H2O=2HNO3+NO;6.72
(2)-41.8;b;2.67或8/3
(3)<;在1.3×104kPa下,CO的转化率已较高,再增大压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加得不偿失.
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