Question

（13分）研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________。利用反應(yīng)6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時(shí)，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是________L。

（2）已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH=—196.6 kJ/mol ；

2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH=—113.0 kJ/mol ；

①則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH 的ΔH＝________。

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1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2

③測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2的體積比為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) ΔH。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

該反應(yīng)ΔH________0(填“＞”或“＜”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是______________________ 。

Answer 1

（1）3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO（2分） 6.72（2分）

（2）①-41.8 kJ/mol（2分） ②B（2分） ③2.67或8/3（2分）

（3）＜（1分） 在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失（2分）

【解析】

試題分析：（1）NO2溶于水生成硝酸和NO，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO。在反應(yīng)6NO2＋8NH37N2＋12H2O中，NO2中氮元素的化合價(jià)從＋4價(jià)降低到0價(jià)，得到4個(gè)電子，因此如果轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時(shí)，消耗的NO2的物質(zhì)的量是1.2mol÷4＝0.3mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是0.3mol×22.4L/mol＝6.72LL。

（2）①已知：I、2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH=—196.6 kJ/mol 、Ⅱ 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH=—113.0 kJ/mol ，則根據(jù)蓋斯定律可知（I—Ⅱ）÷2即得到反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝-41.8 kJ/mol。

②在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A．反應(yīng)前后體積不變，則壓強(qiáng)始終不變，所以體系壓強(qiáng)保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．顏色深淺和濃度有關(guān)系，所以混合氣體顏色保持不變可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；C．根據(jù)方程式可知SO3和NO的體積比始終是1：1，所以比值保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)方程式可知每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2，所以不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤，答案選B。

③ NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO

起始濃度（mol） 1 2 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol） x x x x

平衡濃度（mol）1—x 2—x x x

所以6×（1—x）＝2—x

解得x＝0.8

則平衡常數(shù)K＝

（3）根據(jù)圖像可知在壓強(qiáng)相同的條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而降低，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)ΔH＜0；

CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示�！�)。 根據(jù)圖像可知在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)，CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失，所以實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)計(jì)算等

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點(diǎn)2：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng) 試題屬性

• 題型：
• 難度：
• 考核：
• 年級(jí)：