Question

【题目】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下：

NONO2无污染物

反应Ⅰ的化学方程式是2NO＋ClO2＋H2O=NO2＋HNO3＋HCl，反应Ⅱ的化学方程式是__________________________。

(2)利用固体氧化物电解池通过电解方式分解氮氧化物的过程如图3所示，写出电解池中通入NO一端的电极反应式：_______________________。

(3)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝－113.0 kJ·mol－1

①则NO2 与SO2反应的热化学方程式为______________________。

②一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2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1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

e．混合气体的平均分子量不再变化

③测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡时NO2的转化率＝____________。

Answer 1

【答案】（1）2NO2＋4Na2SO3===N2＋4Na2SO4

（2）2NO＋4e－===N2＋2O2－

（3）①NO2(g)+SO2(g)SO3(g) ＋ NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1 ② b ③80%

【解析】

试题分析：（1）反应Ⅱ为NO2和Na2SO3反应生成N2和Na2SO4，反应的化学方程式为2NO2＋4Na2SO3===N2＋4Na2SO4；（2）电解池的阴极上，NO发生得电子的还原反应生成N2，因此电极反应式为：2NO＋4e－===N2＋2O2－；阳极上，O2－发生失去电子的氧化反应，生成O2，电极反应式为：2 O2－-4e－===O2；（3）①根据盖斯定律，可以写出NO2 与SO2反应的热化学方程式为NO2＋SO2(g) SO3(g) ＋ NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1；②判断可逆反应达到平衡状态的依据有：第一，各物质的浓度保持不变；第二，正逆反应速率相等。a.由于该反应是气体分子数不变的反应，因此恒容条件下，体系的压强始终不变，故a错误；b. NO2是红棕色气体，而其他气体均为无色，因此当混合气体的颜色不变时，能够证明反应达到平衡状态，b正确；c. SO3和NO的体积比保持不变，不能证明达到平衡状态，c错误；d. 每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2，都表示逆反应速率，d错误；e.混合气体的平均分子量为，由于该反应的整个过程中，气体的总质量与气体的总物质的量均不变，因此混合气体的平均分子量始终不变，e错误。故答案b。③假设NO2与SO2的初始物质的量分别为1mol和2mol，转化量为a mol，则：

NO2(g)+SO2(g) SO3(g) ＋ NO(g)

初始（mol） 1 2 0 0

转化（mol） a a a a

平衡（mol） 1-a 2-a a a

测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则根据理想气体状态方程可知，同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，故，解得，，故NO2的转化率为80%。