题目内容

【题目】NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2SO3+NO,某研究小组对此进行相关实验探究。

(1)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-113.0 kJ mol-1

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-196. 6 kJ mol-1

则NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+N0(g) △H= ________.

(2)实验中,尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收N02时,发生的反应为:

2NO2+2OH- =NO2- +NO3- +H2O,反应中形成的化学键是________(填化学键的类型);用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为____________。

(3)在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2) : n0 (SO2)] 进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。 部分实验结果如图所示:

①当容器内_______(填标号)不再随时间的变化而改变时,可以不断反应达到了化学平衡状态。

a.气体的压强

b.气体的平均摩尔质量

c.气体的密度

d.NO2的体积分数

②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是________。

③若A点对应实验中,S02(g)的起始浓度为c0 molL-1 ,经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率(N02)= _________molL-1min -1.

④图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,通过计算判断::Tc_____Td(填“>”、“=”或“<”)。

【答案】 -41.8kJ/mol

共价键 SO2+2OH-=SO32-+H2O

⑶①d 降低温度 c0/5t =

【解析】(1)由①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-113.0kJmol-1,②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJmol-1,根据盖斯定律可知,可得NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g),则△H==-41.8kJmol-1,即NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJmol-1

(2)在离子反应2NO2+2OH- =NO2- +NO3- +H2O中NO2分子内的化学键存在键的断裂和形成,生成NO3- 时形成了共价键;用NaOH溶液吸收少量SO2生成Na2SO3的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;

(3)①a.反应前后气体的总物质的量不变,体积不变,则气体的压强始终不变,无法判断是平衡状态,故a错误;b.气体的总质量和气体总物质的量始终不变,气体的平均摩尔质量始终是定值,无法判断是平衡状态,故b错误;c.气体的总质量和气体的体积始终不变,则气体的密度始终不变,无法判断是平衡状态,故c错误;d.NO2的体积分数不再随时间变化而变化,为平衡状态,故d正确;答案为d;

②在原料气配比不变的情况下,欲将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,NO2的转化率增大,说明平衡正向移动,可采取降温的措施来实施;

NO2+SO2SO3+NO

起始浓度(molL-1) 0.4c0 c0 0 0

变化浓度为 (molL-1) 0.4c0 ×0.5

经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率(NO2)= molL-1min -1=c0/5tmolL-1min -1

③Tc点 NO2+SO2SO3+NO

起始物质的量(mol) n n 0 0

变化物质的量 (mol) 0.5n 0.5n 0.5n 0.5n

平衡物质的量 (mol) 0.5n 0.5n 0.5n 0.5n

此时平衡常数Kc==1;

Tc点 NO2+SO2SO3+NO

起始物质的量(mol) 3n 2n 0 0

变化物质的量 (mol) 1.2n 1.2n 1.2n 1.2n

平衡物质的量 (mol) 1.8n 0.8n 1.2n 1.2n

此时平衡常数Kd==1=Kc,因平衡常数只与温度有关,则Tc=Td。

练习册系列答案
相关题目

【题目】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:

反应I :4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H= -905.0 kJ·mol-1

反应 II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H= -1266.6 kJ·mol-1

写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式_____。

(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I ,测得不同时间的NH3和O2,的浓度如下表:

时间(min)

0

5

10

15

20

25

c(NH3)/mol·L-1

1.00

0.36

0.12

0.08

0.072

0.072

c(O2)/mol L-1

2.00

1.20

0.90

0.85

0.84

0.84

则下列有关叙述中正确的是_____________。

A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率

B.若测得容器内4v(NH3) =6v(H2O)时,说明反应已达平衡

C.当容器内=1时,说明反应已达平衡

D.前10分钟内的平均速率v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:

①该催化剂在低温时选择反应_______(填“ I ”或“ II”)。

52℃时,4NH3+3O22N2+6H2O的平衡常数K=_______(不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。

C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因________。

(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+

已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10-7,K1(2S) =7.1×10-15,Ksp(CuS) =8.5×10-45

①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol L-1

硫酸的pH≈______(取近似整数)。

②某同学通过近似计算发现0.lmol L-1氢硫酸与0.0lmol L-1氢硫酸中的c(S2-)相等,而且等于_____mol·L-1

③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中c(Cu2+) >_____ mol·L-1(计算结果保留两位有效数字),就会产生CuS沉淀。

【题目】德国化学家哈伯(F. Haber, 1868-1930)发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源,从而使农业生产依赖土壤的程度减弱,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了 1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程,以探究外界条件对平衡的影响。

查阅资料,获得以下键能数据:

化学键

N≡N

H-H

N-H

键能/(kJ/mol)

946

436

391

(1)计算工业合成氨反应的反应热:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=________ kJ/mol

(2)一定温度下,向一个恒压容器中充入N20.6mol,H2 0 .5mol,在一定温度下进行反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到平衡时,N2的转化率为1/6,此时容器的体积为1L。

①该温度时容器中平衡体系的平衡常数是______________。

②若保持平衡时的温度和压强不变,继续向平衡体系中通入0.9mol N2,则平衡将____(填“正向”,“逆向”或“不”)移动。

(3)在两个压强相等,温度分别为T1和T2的容器中充入由1 mol N2和3 molH2组成的混合气体,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),平衡后改变容器体积,容器内 N2的体积分数随压强的变化如图所示。据图判断下列说法正确的是______________

a.A、 B、 C三点的平衡常数大小关系:KA<KB<KC

b.B点和C点的H2浓度大小关系:B<C

c.A点和B点混合气体的密度大小关系:A<B

d.A点和C点混合气体的平均相对分子质量大小关系:A>C

(4)合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,,得溶液X,再利用电解法K2CO3溶液再生,其装置如图所示:

①在阳极区发生的反应包括____________________和H++ HCO3-=H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理________________。

③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。

已知:25 ℃,101 KPa下:

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) Δ H1=-484kJ/mol

2CH3OH(g)+3 O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(g) Δ H2=-1352kJ/mol

写出CO2和H2生成1molCH3OH(g)的热化学方程式______________________________。

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