题目内容
9．
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3NO2+H2O=2HNO3+NO．利用反应6NO2+8NH3 $?_{△}^{催化剂}$7N2+12H2O也可处理NO2．当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是6.72L．
（2）已知：
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ/mol；
2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ/mol；
①则反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H 的△H=-41.8 kJ/mol．
②一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是B．
A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和N的体积比保持不变 D．每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
③测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1：6，则平衡常数K=$\frac{8}{3}$．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H．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△H＜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．
分析 （1）根据化合价的变化结合方程式计算；
（2）利用盖斯定律计算反应热，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，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数；
（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）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应6NO2+8NH3 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$7N2+12H2O中，6NO2中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO2参加反应，转移24mol电子，所以当转移1.2mol电子时，消耗NO20.3mol，体积为6.72L，
故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，6.72；
（2）已知：①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1
②2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ•mol-1，利用盖斯定律将①×$\frac{1}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
△H=$\frac{1}{2}$×（-196.6kJ•mol-1）-$\frac{1}{2}$×（-113.0kJ•mol-1）=-41.8kJ•mol-1，
a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，故d错误．
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=$\frac{4}{5}$a，故平衡常数K=$\frac{c（S{O}_{3}）c（NO）}{c（N{O}_{2}）c（S{O}_{2}）}$=$\frac{{x}^{2}}{（a-x）（2a-x）}$=$\frac{\frac{16}{25}{a}^{2}}{\frac{1}{5}a×\frac{6}{5}a}$=$\frac{8}{3}$，
故答案为：-41.8；B；$\frac{8}{3}$．
（3）从横坐标上一点0.5处，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越高转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动．
第二问：实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
故答案为：＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低．
点评 本题以NO2、SO2、CO等物质为载体，综合考查化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算等问题，侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查，题目难度中等．
| A． | 氧化铜与盐酸反应 O2-+2H+=H2O | |
| B． | 碳酸氢钠与氢氧化钠溶液混合：HCO3-+OH-=H2O+CO32- | |
| C． | 水垢溶解于醋酸：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O | |
| D． | 小苏打溶液与稀硫酸混合：CO32-+2H+=CO2↑+H2O |
如图中电流表的指针发生偏移，且B棒的质量增加，则可能的情况是（ ）①B为正极，C为CuSO4溶液；
②A为正极，C为CuSO4溶液；
③B为正极，C为稀H2SO4溶液；
④B为正极，C为稀AgNO3溶液．
| A． | ①③ | B． | ①④ | C． | ② | D． | ②④ |
一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板（厚度可忽略）将容器分成两部分，当左边充入1molN2，右边充入CO和CO2的混合气体共8g时，隔板处于如图位置（左、右两侧温度相同），下列说法正确的是（ ）| A． | 右边CO与CO2分子数之比为1：3 | |
| B． | 右侧气体密度是相同条件下氢气密度的18倍 | |
| C． | 右侧CO的质量为1.75g | |
| D． | 若隔板处于距离右端$\frac{1}{6}$处，其他条件不变，则前后两次压强之比为25：24 |
