Question

Ⅰ．研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）利用反應(yīng)6NO₂+8NH₃

催化劑 .

△

7N₂+12H₂O可處理NO₂，當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗的NO₂在標(biāo)況下是

 

L．
（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
則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是

 

．
a．體系壓強保持不變
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1mol SO₃的同時生成1mol NO₂
測得上述反應(yīng)平衡時NO₂與SO₂體積之比為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），CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示．該反應(yīng)△H

 

0（填“＞”或“＜”）．實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是

 

．
Ⅱ．鎳及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)．
（4）鎳與CO反應(yīng)，生成的Ni（CO）₄受熱易分解，化學(xué)反應(yīng)方程式為Ni（s）+4CO（g）?（CO）₄（g）．吸煙時，煙草燃燒生成的CO吸入人體后會與血紅蛋白結(jié)合成穩(wěn)定的物質(zhì)，使血液的攜氧功能受到影響，同時煙草中少量Ni也與CO反應(yīng)生成Ni（CO）₄進入血液，并不斷分解出Ni使人體重金屬中毒．從化學(xué)平衡的角度分析，促使Ni（CO）₄在血液中不斷分解的原因是

 

．
（5）混合動力車通常使用堿性鎳氫充放電池，其總反應(yīng)為：H₂+2NiOOH

放電

充電

2Ni（OH）₂，混合動力車在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)，此時陽極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)化合價的變化結(jié)合方程式計算；
（2）利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱；當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷；計算平衡時各物質(zhì)的濃度，可計算平衡常數(shù)；
（3）由圖可知溫度越高，轉(zhuǎn)化率越��；根據(jù)壓強對化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡移動的影響知識結(jié)合實際生產(chǎn)過程來回答；
（4）依據(jù)血液中的血紅蛋白會與一氧化碳結(jié)合，從而促進Ni（CO）₄分解產(chǎn)生金屬鎳分析判斷；
（5）依據(jù)總反應(yīng)，充電過程是電解過程，陽極是元素化合價降低失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)．

解答： 解：（1）反應(yīng)6NO₂+8NH₃

催化劑 .

△

7N₂+12H₂O，6NO₂中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移24mol電子，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗
NO₂0.3mol，體積為6.72L，
故答案為：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，
利用蓋斯定律將①×

1

2

-②×

1

2

得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
a．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．SO₃和NO的計量數(shù)之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則每消耗1mol SO₃的同時生成1molNO₂，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故d錯誤．
              NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積 a         2a      0        0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積 x         x       x        x
平衡物質(zhì)的體積 a-x     2a-x      x        x
平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，
故平衡常數(shù)K=

c(SO3)?c(NO)

c(NO2)?c(SO2)

=

x2

(a-x)(2a-x)

=

8

3

=2.67，
故答案為：-41.8；b；2.67；
（3）由圖可知溫度越高，轉(zhuǎn)化率越小，則升高溫度平衡逆移，所以正方向為放熱方向，即△H＜0；根據(jù)CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系圖2，可以知道在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失；
（4）依據(jù)提示信息進入血液的Ni（CO）₄使人體重金屬中毒，可知血液中的血紅蛋白會與一氧化碳結(jié)合，從而促進Ni（CO）₄分解產(chǎn)生金屬鎳導(dǎo)致人體重金屬中毒；
故答案為：Ni（CO）₄進入血液后，一氧化碳和血紅蛋白結(jié)合，平衡逆向進行，使人體內(nèi)Ni增多；
（5）由于混合動力車通常使用堿性鎳氫充放電池，氣總反應(yīng)為：H₂+2NiOOH

放電

充電

2Ni（OH）₂，當(dāng)混合動力車在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)，依據(jù)元素化合價變化和堿性電解質(zhì)條件可知陽極電極反應(yīng)為：Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O；
故答案為：Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O．

點評：本題考查了蓋斯定律計算應(yīng)用、化學(xué)平衡影響因素分析原理和方法應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、電解原理分析，屬于綜合知識的考查，題目難度中等．