Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）NO₂可用强碱溶液吸收，反应的离子方程式为

 

．
利用反应：6NO₂+8NH₃

催化剂

加热

7N₂+12H₂O也可处理NO₂．当反应中转移1.2mol电子时，吸收的NO₂在标准状况下体积为

 

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
则反应NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是

 

．
a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变c．SO₃和NO的体积比保持不变     d．每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，则平衡常数K=

 

（4）CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．该反应△H

 

0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）NaOH溶液吸收NO₂，生成两种盐，分别为硝酸盐和亚硝酸盐，据此写出离子方程式；根据化合价的变化结合方程式计算；
（2）利用盖斯定律计算反应热；平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数．
（3）从横坐标上一点，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越低转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动．

解答： 解：（1）NaOH溶液吸收NO₂，生成两种盐，分别为硝酸盐和亚硝酸盐，离子方程式为：2NO₂+2OH^-=NO₂^-+NO₃^-+H₂O；反应6NO₂+8NH₃

催化剂

加热

7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO₂参加反应，转移24mol电子，所以当转移1.2mol电子时，消耗NO₂0.3mol，体积为6.72L；
故答案为：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
利用盖斯定律将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，
故答案为：-41.8；             
（3）a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO₃和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂，不能判断是否达到平衡状态，故d错误．
             NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物质的体积 a       2a        0      0
转化物质的体积 x        x        x      x
平衡物质的体积 a-x     2a-x      x      x
平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常数K=

C(SO3)C(NO)

c(NO2)C(SO2)

=

16 25 a2

1 5 a× 6 5 a

=

8

3

；
故答案为：b；

8

3

；
（4）从横坐标上一点0.5处，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越高转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动，反应热小于0；
实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大，
故答案为：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本将大大增加．

点评：本题以NO₂、SO₂、CO等物质为载体，综合考查化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算等问题，侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查，题目难度中等．