Question

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+8NH₃

催化剂

加热

7N₅+12H₂O也可处理NO₂．当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状下是

 

L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?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，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1mol SO₃的同时生成1molNO₂
测得上述反应平衡时NO₂与SO₂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，该反应的△H=

 

0（填“＞”“＜”或“=”），实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa，选择此压强的理由是

 

．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）根据化合价的变化结合方程式计算；
（2）①利用盖斯定律并根据热化学方程式的书写方法写出热化学方程式；
②得到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变；
③计算平衡时各物质的浓度，可根据平衡常数的表达式求出平衡常数；
（3）从横坐标上一点，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越低转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动．

解答： 解：（1）硝酸和水之间的反应为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，反应6NO₂+8NH₃?7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO₂参加反应，转移24mol电子，所以当转移1.2mol电子时，消耗NO₂0.3mol，体积为6.72L，故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；6.72；
（2）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1 ①
       2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1 ②
利用盖斯定律将①×

1

2

-②×

1

2

得：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
故答案为：-41.8；
②a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO₃和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂，不能判断是否达到平衡状态，故d错误；
故选：b；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物质的体积 a      2a         0       0
转化物质的体积 x       x         x       x
平衡物质的体积 a-x    2a-x       x       x
平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，即 

a-x

2a-x

=1：6，故x=

4

5

a，
故平衡常数K=

c(SO3)?c(NO)

c(NO2)?c(SO2)

=

16 25 a2

a 5 × 6a 5

=

8

3

，
故答案为：

8

3

；
（3）从横坐标上一点0.5处，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越高转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动．
第二问：实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大，
故答案为：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低．

点评：本题综合考查化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算，侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查，题目难度中等．