Question

【題目】研究含氮污染物的治理是環(huán)保的一項重要工作。合理應(yīng)用和處理氮的化合物，在生產(chǎn)生活中有重要意義。

I．污染物SO2、NO2經(jīng)O2預(yù)處理后用CaSO3懸濁液吸收，可減少尾氣中SO2、NOx的含量。

T℃時，O2氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

（1）T℃時，反應(yīng)3NO(g)+O3(g) 3NO2(g)的△H=_______________kJ.mol-1。

（2）T℃時，將0.6molNO和0.2molO3氣體充入到2L固定容積的恒溫密閉容器中，NO的濃度隨反應(yīng)時間的變化如圖1所示。

①T℃時，反應(yīng)3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的平衡常數(shù)K=______________。

②不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。

A．氣體顏色不再改變 B．氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

C．氣體的密度不再改變 D．單位時間內(nèi)生成O3和NO2物質(zhì)的量之比為1：3

II．NO2的二聚體N2O4是火箭中常用氧化劑。完成下列問題：

（3）如圖2所示，A是由導(dǎo)熱材料制成的密閉容器，B是一耐化學(xué)腐蝕且易于傳熱的透明氣囊。關(guān)閉K2，將各1 molNO2通過K1、K3分別充入真空A、B中，反應(yīng)起始時A、B的體積相同均為aL（忽略導(dǎo)管中的氣體體積）。

①若容器A中到達(dá)平衡所需時間ts，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始壓強(qiáng)的0.8倍，則平均化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)=________________。

②若打開K2，平衡后B容器的體積縮至0.4aL，則打開K2之前，氣球B體積為__________L。

③若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，則重新到達(dá)平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)______________（填“變大”“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 -317.1 240（或240 L.mol一1） C 0．7a 變小

【解析】Ⅰ．(1)①NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)△H=-200.9 kJ/mol，②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-116.2 kJ/mol，①+②得到T℃時，反應(yīng)3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的△H=-317.1kJ/mol，故答案為：-317.1；

(2)①T℃時，將0.6molNO和0.2molO3氣體充入到2L固定容積的恒溫密閉容器中，圖象分析可知平衡狀態(tài)NO濃度為0.1mol/L，10min達(dá)到平衡，

3NO(g)+O3(g)3NO2(g)

起始量(mol/L) 0.3 0.1 0

變化量(mol/L) 0.2 0.2

平衡量(mol/L) 0.1 0.2

K==240，故答案為：240；

②反應(yīng)3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的△H=-317.1kJ/mol，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)。A．氣體顏色不再改變，說明二氧化氮濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A不符合；B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，物質(zhì)的量變化，當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B不符合；C．氣體質(zhì)量和體積不變，氣體的密度始終不改變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C符合；D．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比，當(dāng)單位時間內(nèi)生成O3和NO2物質(zhì)的量之比為1：3，表明正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D不符合；故答案為：C；

Ⅱ．(3)①關(guān)閉K2，將各1molNO2通過K1、K3分別充入真空A、B中，反應(yīng)起始時A、B的體積相同均為aL，若容器A中到達(dá)平衡所需時間ts，達(dá)到平衡后容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始壓強(qiáng)的0.8倍，設(shè)生成四氧化二氮為x

2NO2(g)N2O4(g)

起始量 1 0

變化量 2x x

平衡量 1-2x x

1-2x+x=0.8×1，解得：x=0.2mol，則平均化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)==mol/(Ls)，故答案為：mol/(Ls)；

②打開K2，則相當(dāng)于是在等溫等壓時的平衡，因此平衡是等效的，由于此時反應(yīng)物的物質(zhì)的量是B中的二倍，所以打開K2之前，氣球B體積為(aL+0.4aL)÷2=0.7aL，故答案為：0.7a；

③若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，相當(dāng)于中等壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，則重新到達(dá)平衡后，平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)變小，故答案為：變小。