Question

19．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．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{加热}^{催化剂}$2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1
则反应SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8 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B （填字母）．
A．体系压强保持不变                            B．混合气体颜色保持不变
C．SO₂和NO的体积比保持不变               D．每消耗1molSO₃的同时生成1mol NO₂
（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△H＜ 0（填“＞”或“＜”），实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是在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．

Answer 1

分析 （1）根据物质与水的反应物与生成物来书写化学反应方程式；
（2）根据盖斯定律来分析计算：一个反应无论是一步完成还是分为几步完成，其热效应是相同的；根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（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与H₂O反应的方程式为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂═2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，
         ②2NO（g）+O₂═2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1．
根据盖斯定律可知：将$\frac{①}{2}-\frac{②}{2}$可得：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=（$\frac{-196.6}{2}-\frac{-113.0}{2}$）kJ•mol^-1=-41.8 kJ•mol^-1；
A、反应前后气体两边的计量数相等，所以体系压强始终不变，故A错误；
B、混合气体颜色保持不变，则二氧化氮的浓度不变，正逆反应速率相等，说明达平衡状态，故B正确；
C、三氧化硫和一氧化氮的体积比始终是1：1，无法判断是否达到了平衡状态，故C错误；
D、表示的都是逆反应速率，无法判断正逆反应速率相等，无法判断各组分浓度是否不变，故D错误；
故选：B．
故答案为：-41.8；B；
（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，即逆反应吸热，则正反应放热，即△H＜0；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 本题考查了化学方程式的书写，盖斯定律的应用，化学平衡状态的判断，题目难度不大，属于基础型题目．