Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）利用以下反应可处理NO₂：6NO₂+8NH₃

催化剂  .

△

7N₂+12H₂O△H＜0．请在答题卡的坐标图中，在图中画出上述反应在有无催化剂和无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化的示意图，并标明反应热．
（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
写出1mol SO₂与足量NO₂反应转变成SO₃（g）的热化学方程式

 

．
（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．SO₃和NO的体积比保持不变
d．每消耗1mol SO₃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=

 

（结果取三位有效数字）．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：

分析：（1）使用催化剂降低活化能，不影响反应热；
（2）利用盖斯定律计算反应热；
（3）利用盖斯定律来计算反应热，利用化学平衡的特征“等”、“定”来判定化学平衡，利用三段法计算平衡时的浓度来计算化学平衡常数．

解答： 解：（1）使用催化剂降低活化能，不影响反应热，在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化曲线如图：
，故答案为：；
（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：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（3）根据盖斯定律，将第二个方程式颠倒过来，与第一个方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，故NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；本反应是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，故a不能说明反应已达到平衡状态；随着反应的进行，NO₂的浓度减小，颜色变浅，故b可以说明反应已达平衡；SO₃和NO都是生成物，比例保持1：1，故c不能作为平衡状态的判断依据；d中所述的两个速率都是逆反应速率，不能作为平衡状态的判断依据．
                    NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物质的体积       1a       2a             0     0
转化物质的体积         x        x              x     x
平衡物质的体积         1a-x     2a-x           x     x
则（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常数为=x²/（1a-x）（2a-x）=

8

3

，故答案为：b；2.67．

点评：该题将能量变化、化学平衡等知识柔和在一起进行考察，充分体现了高考的综合性，看似综合性较强的问题，只要细细分析，还是能各个突破的，难度不大．