Question

5．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，相应的化学方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．利用反应6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O也可以处理NO₂．当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是6.72L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol
则反应NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ/mol．
（3）如图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容器有一活塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO₂和O₂使三容器压强相等，一定条件下发生2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的反应．问：
①起始a、c两容器的反应速率大小关系为V_a=V_c；（填“＞”“＜”或“=”下同）
②反应一段时间后a、c中速率大小关系为V_a＜V_c；
③如起始在a、c两容器中通入等量的He，则此时三容器起始压强为P_a＞P_b=P_c；起始反应速率关系为V_a=V_b＞V_c．

Answer 1

分析 （1）NO₂与水反应生成硝酸和NO，6NO₂+8NH₃  $\frac{\underline{催化剂}}{△}$7N₂+12H₂O反应中，只有N元素化合价发生变化，分别由+4价、-3价变化为0价；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-196.6kj•mol^-1 ②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂=-113.0kJ•mol^-1，利用盖斯定律将$\frac{①-②}{2}$可得反应热；
（3）①起始时压强相等，则反应物的浓度相等，反应速率相等；
②c为恒压，c中压强大于a，结合压强对反应速率的影响判断；
③如起始在a、c两容器中通入同量的He，He不参加反应，c保持恒压，则体积应增大，结合浓度的影响判断反应速率．

解答 解：（1）NO₂与水反应生成硝酸和NO，反应的方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
6NO₂+8NH₃  $\frac{\underline{催化剂}}{△}$7N₂+12H₂O反应中，只有N元素化合价发生变化，分别由+4价、-3价变化为0价，由化合价变化可知当有6molNO₂参加反应时，转移24mol电子，
则当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂的物质的量为0.3mol，在标准状况下是0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；6.72；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-196.6kj•mol^-1 ②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂=-113.0kJ•mol^-1
则$\frac{①-②}{2}$可得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H₃=$\frac{-196.6kJ/mol+113.9kJ/mol}{2}$=-41.8kJ/mol，
故答案为：-41.8；
（3）①起始时压强相等，则反应物的浓度相等，反应速率相等，故答案为：=；
②c为恒压，c中压强大于a，反应一段时间后a、c中速率大小关系为V_a＜V_c，故答案为：＜；
③如起始在a、c两容器中通入同量的He，He不参加反应，c保持恒压，则体积应增大，则此时三容器起始压强为P_a＞P_b=P_c，反应速率V_a=V_b，由于c体积最大，浓度最小，则反应速率最小，三个容器中的气体反应速率关系是V_a=V_b＞V_c，故答案为：＞；=；=；＞．

点评 本题考查较为综合，涉及氧化还原反应计算、物质的分类以及盖斯定律的应用等知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，难度中等．