Question

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

加熱

7N₂+12H₂O可處理NO₂．當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol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）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
①則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
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(shuō)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1mol SO₃的同時(shí)生成1molNO₂
③測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO₂與SO₂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）．CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示．該反應(yīng)△H

 

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

 

．
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）═Ni（CO）₄（g）．吸煙是，煙草燃燒生成的CO吸入人體后會(huì)與血紅蛋白合成穩(wěn)定的物質(zhì)，使血液的攜氧功能受到影響，同時(shí)煙草中少量Ni也與CO反應(yīng)生成Ni（CO）₄進(jìn)入血液，并不斷分解出Ni使人體重金屬中毒，從化學(xué)的角度分析，促使Ni（CO）₄在血液中不斷分解的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)化合價(jià)的變化結(jié)合方程式計(jì)算；
（2）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，得到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，可計(jì)算平衡常數(shù)．
（3）利用化學(xué)平衡的影響因素和工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系來(lái)分析；
（4）依據(jù)血液中的血紅蛋白會(huì)與一氧化碳結(jié)合，從而促進(jìn)Ni（CO）₄分解產(chǎn)生金屬鎳分析判斷；

解答： 解：（1）反應(yīng)6NO₂+8NH₃

催化劑   .

高溫高壓

7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合價(jià)降低，由+4價(jià)降低到0價(jià)，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(shí)，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(wú)論是否達(dá)到平衡，體系壓強(qiáng)都保持不變，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說(shuō)明濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．SO₃和NO的計(jì)量數(shù)之比為1：1，無(wú)論是否達(dá)到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則每消耗1mol SO₃的同時(shí)生成1molNO₂，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)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(shí)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

，
故答案為：-41.8；b；

8

3

．
（3）由圖可知，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；壓強(qiáng)大，有利于加快反應(yīng)速率，有利于使平衡正向移動(dòng)，但壓強(qiáng)過(guò)大，需要的動(dòng)力大，對(duì)設(shè)備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因?yàn)樵?50℃、壓強(qiáng)為1.3×10⁴ kPa時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率已較大，再增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率變化不大，沒(méi)有必要再增大壓強(qiáng)．
故答案為：＜，在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)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(jìn)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(huì)與一氧化碳結(jié)合，從而促進(jìn)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(jìn)入血液后，一氧化碳和血紅蛋白結(jié)合，平衡逆向進(jìn)行，使人體內(nèi)Ni增多．

點(diǎn)評(píng)：本題以NO₂、SO₂、CO等物質(zhì)為載體，綜合考查化學(xué)平衡移動(dòng)、蓋斯定律以及平衡常數(shù)的計(jì)算等問(wèn)題，側(cè)重于學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的能力的考查，題目難度中等．