Question

【题目】燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，常要采用不同方法处理，以实现节能减排、废物利用等。

(1)下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：

①已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)△H＝－196.6 kJmol－1

2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)△H＝－113.0 kJ·mol－1

则 SO2 气体与 NO2 气体反应生成 SO3 气体和 NO 气体的热化学方程式为 _______________。

②一定条件下，工业上可通过下列反应实现燃煤烟气中液态硫的回收，其中Y是单质： SO2(g)＋2CO(g)2X(g)＋Y(l)。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某化学兴趣小组在某温度下、固定容器中用超灵敏气体传感器测得不同时间的 SO2 和 CO 浓度如下表：

时间/s	0	1	2	3	4
c(SO2)/mol·L-1	1.00	0.50	0.23	3.00×10－37	3.00×10－37
c(CO)/mol·L-1	4.00	3.00	2.46	2.00	2.00

X的化学式为______；当时间为第4s时，v(SO2)正_____(填“>”“＝”或“<”)v(X)逆。

(2)有科学家经过研究发现，在210~290℃、催化剂条件下用H2可将CO2转化生成甲醇蒸气和水蒸气。一定条件下，往2 L恒容密闭容器中充入 1 mol CO2 和 3.0 mol H2，在不同催化 剂作用下，相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图所示：

①催化剂效果最佳的是催化剂 _______(填“I”“II”或“III”)。

②此反应中a点的转化率比b点高的原因是__________________ 。 已知容器内的起始压强为100 kPa，则图中c点对应温度下反应的平衡常数 Kp＝_____(保 留两位有效数字)(Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。

Answer 1

【答案】SO2(g)+NO2(g)NO(g)+SO3(g) △H=-41.8kJ·mol-1 CO2 ＜ Ⅰ a点温度比b点高，a比b应先到达化学平衡状态，故a点已达平衡，平衡转化率高，而b点未到达平衡，转化率低 8.3×10-4(kPa)-2

【解析】

根据盖斯定律得到热化学方程式；根据原子守恒思想得出X的化学式；当时间为第4s时，已经达到平衡，则速率比等于计量系数比，该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，建立三段式，先计算平衡后的压强，再根据压强平衡常数计算。

(1)①第一个方程式减去第二个方程式，再除以2得到SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为SO2(g)+NO2(g)SO3(g) +NO(g) △H＝-41.8 kJ·mol-1，故答案为：SO2(g)+NO2(g)SO3(g) +NO(g) △H＝-41.8 kJ·mol-1；

②Y为S，根据原子守恒思想得出X的化学式为CO2；当时间为第4 s时，已经达到平衡，则速率比等于计量系数比，故2v(SO2)正＝v(X)逆，则v(SO2)正<v(X)逆，故答案为：CO2；<；

(2)①T3温度以前，相同温度下，催化剂Ⅰ的催化效率更高；故答案为：I；

②该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，因此a点的转化率比b点高的原因是a点温度比b点高，a比b应先到达化学平衡状态，故a点已达平衡，平衡转化率高，而b点未到达平衡，转化率低，故答案为：a点温度比b点高，a比b应先到达化学平衡状态，故a点已达平衡，平衡转化率高，而b点未到达平衡，转化率低；

已知容器内的起始压强为100 kPa，c点时CO2的转化率为60%，可列三段式：

利用压强之比等于物质的量之比，，反应后的压强为，；故答案为：a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小；。