Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）NO₂可用強堿溶液吸收，反應的離子方程式為

 

．
利用反應：6NO₂+8NH₃

催化劑

加熱

7N₂+12H₂O也可處理NO₂．當反應中轉移1.2mol電子時，吸收的NO₂在標準狀況下體積為

 

L．
（2）已知：①.2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1
②.2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）；△H=-113.0kJ?mol^-1
則反應NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）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，下列敘述能說明該反應達到平衡狀態(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1molNO₂測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數K=

 

（4）CO可用于合成甲醇，反應方程式為：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示．該反應△H

 

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

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）NaOH溶液吸收NO₂，生成兩種鹽，分別為硝酸鹽和亞硝酸鹽，據此寫出離子方程式；根據化合價的變化結合方程式計算；
（2）利用蓋斯定律計算反應熱；平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，計算平衡時各物質的濃度，可計算平衡常數．
（3）從橫坐標上一點，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率，溫度越低轉化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動．

解答： 解：（1）NaOH溶液吸收NO₂，生成兩種鹽，分別為硝酸鹽和亞硝酸鹽，離子方程式為：2NO₂+2OH^-=NO₂^-+NO₃^-+H₂O；反應6NO₂+8NH₃

催化劑

加熱

7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO₂參加反應，轉移24mol電子，所以當轉移1.2mol電子時，消耗NO₂0.3mol，體積為6.72L；
故答案為：2NO₂+2OH^-=NO₂^-+NO₃^-+H₂O；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，
故答案為：-41.8；             
（3）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．物質的量之比等于化學計量數之比，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）
起始物質的體積 a       2a        0      0
轉化物質的體積 x        x        x      x
平衡物質的體積 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K=

C(SO3)C(NO)

c(NO2)C(SO2)

=

16 25 a2

1 5 a× 6 5 a

=

8

3

；
故答案為：b；

8

3

；
（4）從橫坐標上一點0.5處，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率，溫度越高轉化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動，反應熱小于0；
實際生產條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是工業(yè)生產要考慮速經濟效益，要考慮速度和效率，壓強越大需要的條件越高，花費越大，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增大壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本將大大增加．

點評：本題以NO₂、SO₂、CO等物質為載體，綜合考查化學平衡移動、蓋斯定律以及平衡常數的計算等問題，側重于學生綜合運用化學知識的能力的考查，題目難度中等．