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）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为____________________________________。利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是________L。

（2）已知反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8kJ·mol－1。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，测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为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ΔH_____0(填“＞”或“＜”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是_______________________。

Answer 1

【答案】 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 6.72 2.67或 ＜ 在1.3×104 kPa下，CO转化率已较高，再增大压强，CO转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失

【解析】(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)设加入的二氧化氮的物质的量为a，则二氧化硫的为2a，
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始时(mol)1a 2a0 0
转化时(mol)x xx x
平衡时(mol)a-x2a-x xx
则(a-x)︰(2a-x)=1︰6，x=，则平衡时，c( NO2)= mol/L=mol/L，c(SO2)= mol/L=mol/L，c(SO3)=c(NO)= mol/L，
则该反应的平衡常数为：K==。

(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。