Question

SO₂、NO、NO₂、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题．
（1）上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有

 

（填化学式）．
（2）NO₂与CO能发生可逆反应生成CO₂和NO，该反应中每生成1 g CO₂ （g）时，放出5.13kJ热量．
①上述反应中氧化剂与还原剂的质量之比为

 

．
②写出上述反应的热化学方程式：

 

．
③一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），下列不能说明反应达到平衡状态的是

 

（填字母）．
a．体系压强保持不变b．混合气体的颜色保持不变c．NO的物质的量保持不变d．每生成1 mol SO₃的同时消耗1mol NO₂
（3）CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）在一容积可变的密闭容器中充有10mol CO与20mol H₂，在催化剂作用下发生反应生成甲醇．CO的平衡转化率（a）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示．
①上述合成甲醇的反应为

 

（填“放热”或“吸热”）反应．
②A、B、C三点中CH₃OH（g）的体积分数最大的是

 

（填“A”“B”或“C”）．

Answer 1

分析：（1）酸雨与二氧化硫及氮的氧化物有关；
（2）NO₂与CO能发生可逆反应生成CO₂和NO，发生NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g），
①N元素的化合价降低，C元素的化合价升高，则氧化剂为NO₂，还原剂为CO；
②生成1 g CO₂ （g）时，放出5.13kJ热量，生成1 mol CO₂ （g）时，放出5.13kJ×44=225.72kJ的热量，以此书写热化学方程式；
③利用平衡的特征“等、定”及由此衍生的一些物理量来判断；
（3）①由图可知，相同压强时，温度越大，CO的转化率越小，即升高温度，平衡逆向移动；
②A、B相同温度，B点CO的转化率大，B、C相同压强，C点CO的转化率小，CO的转化率越大，CH₃OH（g）的体积分数越大．

解答：解：（1）酸雨与二氧化硫及氮的氧化物有关，则引起酸雨的有SO₂、NO、NO₂，故答案为：SO₂、NO、NO₂；
（2）NO₂与CO能发生可逆反应生成CO₂和NO，发生NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g），
①N元素的化合价降低，C元素的化合价升高，则氧化剂为NO₂，还原剂为CO，氧化剂与还原剂的质量之比为46：28=23：14，故答案为：23：14；
②生成1 g CO₂ （g）时，放出5.13kJ热量，生成1 mol CO₂ （g）时，放出5.13kJ×44=225.72kJ的热量，热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g）△H=-225.72kJ/mol，故答案为：NO₂（g）+CO（g）?CO₂（g）+NO（g）△H=-225.72kJ/mol；
③a．由反应可知，反应前后气体的物质的量总和不变，体系压强始终保持不变，不能判定平衡状态，故a错误；
b．混合气体的颜色保持不变，即二氧化氮的浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．NO的物质的量保持不变，达到平衡状态，故C正确；
d．每生成1 mol SO₃的同时消耗1mol NO₂，只能判断正反应速率，不能确定正逆反应速率的关系，不能判定平衡状态，故d错误；
故答案为：ad；
（3）①由图可知，相同压强时，温度越大，CO的转化率越小，即升高温度，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，故答案为：放热；
②A、B相同温度，B点CO的转化率大，B、C相同压强，C点CO的转化率小，CO的转化率越大，CH₃OH（g）的体积分数越大，所以B点对应的CH₃OH（g）的体积分数最大，故答案为：B．

点评：本题考查较综合，涉及环境污染、氧化还原反应、反应热的计算及热化学方程式、化学平衡及状态判定、化学平衡图象及平衡移动影响因素等，侧重分析能力、计算能力及知识迁移应用能力的考查，综合性较强，题目难度中等．