题目内容
【题目】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196.6kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH= -113.0kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比2∶1置于密闭容器中发生上述反应,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.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每消耗1molSO3的同时生成1mol NO
测得上述反应达平衡时NO2与SO2的体积比为5∶1,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(2)所示。该反应ΔH 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: 。
(4)依据燃烧的反应原理,合成的甲醇可以设计如图(3)所示的原电池装置。
①该电池工作时,OH-向 极移动(填“正”或“负”)。
②该电池正极的电极反应式为 。
【答案】
(1)-41.8
(2)BD 1.8
(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
(4)负; O2+2H2O+4e-=OH-
【解析】
试题分析:(1)已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJmol-1,②2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-113.0kJmol-1,利用盖斯定律将①×-②×得NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=×(-196.6kJmol-1)-×(-113.0kJmol-1)=-41.8kJmol-1,故答案为:-41.8;
(2)A.无论是否达到平衡,体系压强都保持不变,不能用于判断是否达到平衡状态,故A错误;B.混合气体颜色保持不变,说明浓度不变,达到平衡状态,故B正确;C.SO3和NO的计量数之比为1:1,无论是否达到平衡,二者的体积比保持不变,不能判断是否达到平衡状态,故C错误;D.物质的量之比等于化学计量数之比,则每消耗1mol SO3的同时消耗1molNO,现在同时生成1mol NO,表示正逆反应速率相等,能判断是否达到平衡状态,故D错误,故答案为:BD;
(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:<,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;
(4)①依据甲醇燃烧的反应原理,结合如图所示的原电池装置,负极上失电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应;一般燃料在负极上发生反应,氧气再正极发生还原反应;负极电极反应为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;阴离子移向负极;正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;故答案为:负;O2+2H2O+4e-=4OH-。
【题目】2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示:
甲 | 乙 | 丙 | ||
起始物质的量 | n(SO2)/mol | 0.4 | 0.8 | 0.8 |
n(O2)/mol | 0.24 | 0.24 | 0.48 | |
SO2的平衡转化率/% | 80 | α1 | α2 |
下列判断中,正确的是( )
A.甲中反应的平衡常数小于乙
B.该温度下,平衡常数值为400
C.平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍
D.平衡时,甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率