Question

（18分）研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________。利用反應(yīng)6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時(shí)，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是________L。

（2）已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH=—196.6 kJ/mol ；

2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH=—113.0 kJ/mol ；

①則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH 的ΔH＝________ kJ/mol。

②一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___ _____。

A．體系壓強(qiáng)保持不變

B．混合氣體顏色保持不變

C．SO3和NO的體積比保持不變

D．每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2

③測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2的體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝__ ______。

（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，ΔH。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

該反應(yīng)ΔH________0(填“＞”或“＜”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是____________________________ __。

Answer 1

（本題共18分）

（1）3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO（3分） 6.72（3分）

（2）①-41.8（3分） ②B（2分） ③2.67或（3分）

（3）＜（2分） 在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失（2分）

【解析】

試題分析：（1）二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，化學(xué)方程式為3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；反應(yīng)6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O也可處理NO2。1mol二氧化氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈺r(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時(shí)，消耗的NO2的物質(zhì)的量0.3mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.3mol×22.4L/mol=6.72L；

（2）①根據(jù)蓋斯定律，將上式減去下式再除以2可得所求化學(xué)方程式的反應(yīng)熱，所以NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH=[（-196.6 kJ/mol）-(-113.0 kJ/mol)]/2=-41.8kJ/mol；

②A、NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)是氣體物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，所以氣體的壓強(qiáng)不會(huì)變化的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；B、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化氮的濃度減小，氣體的顏色變淺，當(dāng)氣體的顏色不變時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；C、因?yàn)樯�成的三氧化硫與NO的物質(zhì)的量比是1:1，所以SO3和NO的體積比始終不變，不能判斷達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；D、每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2，代表的都是逆反應(yīng)速率，錯(cuò)誤，答案選B；

③測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2的體積比為1∶6，根據(jù)氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)NO2與SO2的起始物質(zhì)的量為1mol、2mol，二者都消耗xmol，則（1-x）：（2-x）=1:6，解得x=0.8，所以生成SO3(g)和NO（g）的物質(zhì)的量都是0.8mol,則平衡常數(shù)K＝(0.8×0.8)/(0.2×1.2)=8/3；

（3）溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，所以溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，則正向是放熱反應(yīng)，所以ΔH<0；根據(jù)所給圖像可知，在250℃、1.3×104 kPa時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失。

考點(diǎn)：考查對(duì)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算，圖像的分析