题目内容

【题目】氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质,某科研小组进行如下研究。

1)已知:

写出SO2(g)NO2(g)反应生成SO3(g)NO(g)的热化学方程式___

2)向容积为1L密闭容器中分别充入0.10molNO20.15molSO2,在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率,结果如图所示。

ac两点反应速率大小关系:υ(a)___υ(c)。(填“>”“<”“=”

②温度为T2时从反应开始经过2min达到b点,用SO3表示这段时间的反应速率为___,此温度下该反应的平衡常数为___,若在此温度下,保持容器的容积不变,再向容器中充入0.20molNO20.30molSO2NO2的转化率___。(填增大减小不变

NO2的转化率随温度升高先增大后减小的原因是:___

3)常温下用NaOH溶液吸收SO2,在吸收过程中,溶液pHn(SO32-)n(HSO3-)变化关系如下表:

n(SO32-)n(HSO3-)

919

11

991

pH

8.2

7.2

6.2

当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小排列顺序为___

【答案】SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ·mol1 < 0.025mol·L1·min1 0.50 不变 温度为T2b点为平衡点,T2以前温度升高,反应速率加快,NO2转化率增大,T2以后,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,转化率减小 c(Na+)>c(HSO3)>c(SO32)>c(H+)=c(OH)

【解析】

1)根据两幅图写出各自的热化学方程式再根据盖斯定律书写出正确的SO2(g)NO2(g)反应生成SO3(g)NO(g)的热化学方程式;

2温度越高,反应速率越快,由此判断;

通过NO2的转化率计算转化的物质的量,再根据三段法计算反应速率和平衡常数;在此温度下,保持容器的容积不变,再向容器中充入0.20molNO20.30molSO2,由于温度不变,平衡常数不发生变化,据此利用三段法进一步计算转化率;

根据影响平衡移动的因素进行分析;

3)由数据可知,溶液中n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时,溶液pH=7.2,且比值越大,溶液碱性越强,因此吸收液呈中性时,n(SO32-):n(HSO3-)<1:1,且中性时c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),据此判断;

1)根据两图可知热化学方程式为:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-113.0kJ/mol②2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol②-①可得:SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ·mol1

2温度越高,反应速率越快,所以有υ(a)<υ(c)

温度为T2时从反应开始经过2min达到b,NO2的转化率为50%,设NO2的转化了x mol/L

SO2(g) + NO2(g) = SO3(g) + NO(g)

(mol/L) 0.15 0.1 0 0

(mol/L) x x x x

(mol/L) 0.15-x 0.1-x x x

则有:×100%=50%,解得x=0.05

那么用SO3表示这段时间的反应速率v===0.025mol·L1·min1;

K===0.50

SO2(g) + NO2(g) = SO3(g) + NO(g)

(mol/L) 0.40 0.25 0.05 0.05

(mol/L) y y y y

(mol/L) 0.40-y 0.25-y 0.05+y 0.05+y

由于温度不变,平衡常数不发生变化,则有

K===0.50,解得y=0.125mol/L

NO2的转化率=×100%=50%,转化率不变;

温度为T2时,达到平衡的点为b点,T2前,温度升高,反应速率加快,NO2转哈氨氯增大,T2以后,该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,转化率减小。

3)由数据可知,溶液中n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时,溶液pH=7.2,且比值越大,溶液碱性越强,因此吸收液呈中性时,n(SO32-):n(HSO3-)<1:1,且中性时c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),因此溶液中c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)

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