Question

7．研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）一定溫度下，在2L的密閉容器中，SO₂、O₂、SO₃三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示，請回答下列問題：
①反應的化學方程式為2SO₂+O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃
②反應開始到10s，用SO₂表示的反應速率為0.08mol/（L•s）
③O₂的平衡轉化率為80%
（2）對于反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），當反應達到平衡時，如果反應速率υ（SO₂）為0.05mol•L^-1•min^-1，則υ（O₂）=0.025mol•L^-1•min^-1；υ（SO₃）=0.05mol•L^-1•min^-1．
（3）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NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8 kJ•mol^-1．
（4）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，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是bd
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 NO．

Answer 1

分析 （1）①由圖象可以看出，有SO₂：O₂：SO₃=（2.00mol-0.4mol）：（1.0mol-0.2mol）：1.6mol=2：1：2，化學反應中各物質的物質的量變化量與化學計量數之比呈正比，據此書寫化學方程式；
②反應速率v=$\frac{△c}{△t}$；
③氧氣轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（2）化學反應中反應速率之比等于化學方程式計量數之比；
（3）①2SO₂（g）+O₂═2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，
②2NO（g）+O₂═2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1．
根據蓋斯定律可知：將$\frac{①-②}{2}$計算；
（4）根據化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）①化學反應中各物質的物質的量變化量與化學計量數之比呈正比，由圖象可以看出，有SO₂：O₂：SO₃=（2.00mol-0.4mol）：（1.0mol-0.2mol）：1.6mol=2：1：2，
則反應的化學方程式為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃；
②ν（SO₂）=$\frac{\frac{2.00mol-0.4mol}{2L}}{10s}$=0.08mol/（L•s），
故答案為：0.08mol/（L•s）；  
③O₂的平衡轉化率=$\frac{1.0mol-0.2mol}{1.0mol}$×100%=80%，
故答案為：80%；
（2）對于反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），當反應達到平衡時，如果反應速率υ（SO₂）為0.05mol•L^-1•min^-1，則υ（O₂）=$\frac{1}{2}$υ（SO₂）=0.025 mol•L^-1•min^-1；
υ（SO₃）=υ（SO₂）=0.05 mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.025 mol•L^-1•min^-1；0.05 mol•L^-1•min^-1；
（3）已知：①2SO₂（g）+O₂═2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，
②2NO（g）+O₂═2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1．
根據蓋斯定律可知：將$\frac{①-②}{2}$可得：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=$\frac{-196.6+113}{2}$=-41.8 kJ•mol^-1，
故答案為：-41.8；   
（4）A、反應前后氣體兩邊的計量數相等，所以體系壓強始終不變，故A錯誤；
B、混合氣體顏色保持不變，則二氧化氮的濃度不變，正逆反應速率相等，說明達平衡狀態(tài)，故B正確；
C、三氧化硫和一氧化氮的體積比始終是1：1，無法判斷是否達到了平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、每消耗1mol SO₃的同時生成1mol NO，說明正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：bd．

點評 本題考查物質的量隨時間的變化曲線、以及化學平衡的計算、蓋斯定律的應用和學生的運算能力，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，題目難度中等，注意把握化學方程式的判斷方法．