Question

4．研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）对于反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；如果反应速率υ（SO₂）为0.05mol•L^-1•min^-1，则υ（O₂）=0.025mol•L^-1•min^-1；υ（SO₃）=0.05mol•L^-1•min^-1．
（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=-41.8 kJ•mol^-1．
（3）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、d．
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1mol NO．

Answer 1

分析 （1）依据化学反应速率之比等于系数之比计算得到；
（2）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$\frac{①-②}{2}$计算；
（3）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．

解答 解：（1）反应的化学方程式为：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反应速率之比等于系数之比，v（SO₂）：v（O₂）：v（SO₃）=2：1：2，反应速率υ（SO₂）为0.05mol•L^-1•min^-1，依据比例计算得到v（O₂）=0.025mol/L•min；v（SO₃）=0.05mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.025 mol•L^-1•min^-1；  0.05 mol•L^-1•min^-1；
（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$\frac{①-②}{2}$可得：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=$\frac{-196.6+113}{2}$=-41.8 kJ•mol^-1，
故答案为：-41.8；
（3）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，故错误；
d、每消耗1mol SO₃等效于消耗1mol NO同时生成1mol NO，正逆反应速率相等，达平衡状态，故正确；
故选：b、d．

点评 本题考查了物质反应过程中的能量变化分析判断、化学平衡状态的判断和盖斯定律的应用，化学反应速率的计算应用，题目难度中等．