Question

【题目】研究NO2、SO2 ． CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为
利用反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可处理NO2 ． 当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是 L．
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1
2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1
则反应SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）的△H=kJmol﹣1
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，下列能说明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．SO2和NO的体积比保持不变 D．每消耗1molSO3的同时生成1mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=
（3）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△H0（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

【答案】
（1）3NO2+H2O=2HNO3+NO；6.72
（2）﹣41.8；B；
（3）＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失
【解析】解：（1）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应6NO2+8NH3 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，所以答案是：3NO2+H2O=2HNO3+NO，6.72；（2）已知：①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1②2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1 ， 利用盖斯定律将①× ﹣②× 得NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）△H= ×（﹣196.6kJmol﹣1）﹣ ×（﹣113.0kJmol﹣1）=﹣41.8kJmol﹣1 ， 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= a，故平衡常数K= = = = ，所以答案是：﹣41.8；B； ；（3）由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件．因为在250℃、压强为1.3×104 kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强．所以答案是：＜，在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热，以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．