Question

【题目】雾霾成因有多种，其中燃煤过程中产生的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物是山西冬季雾霾的主要组成。治霾迫在眉睫，利在千秋。

I.脱氮

已知： ①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH1=-566.0 kJ·mol-1

②2NO(g)+O2===2NO2(g) ΔH2=-116.5kJ·mol-1

③N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH3=+180.5kJ·mol-1

（1）则燃煤所产生的废气中NO2 与CO 转化成无污染气体的热化学方程式为：________________________________。

（2）若1molN2(g)1mo1O2(g)分子中化学键断裂时分别吸收946kJ、498KJ的能量，则1mo1NO(g) 分子中化学键断裂时需要吸收的能量为_____________________KJ。

Ⅱ.脱硫的反应原理2CO(g) +SO2(g)2CO2(g) +S(1) ΔH=-QkJ·mol-1（Q>0）

（1）若在一定温度下，将总物质的量为3 mol的CO(g)和SO2(g) 以不同比例充入2 L的恒容容器中，结果如图所示。a、b分别表示SO2、CO的平衡转化率的变化，c表示平衡体系中CO2的体积分数的变化。

由图计算x=__________；CO2的体积分数y=_________（精确到0.01），该温度下的平衡常数K=_____。

（2）在T1℃下，将CO与SO2按体积比为5∶4充入一恒压密闭容器中，此时容器体积为0.1V L。

①下列能判断该反应达到化学平衡状态的是_____________。

a.S(l)的质量不变

b.K不变

c.容器中气体的平均相对分子质量不变

d.2v正(SO2)= v正(CO2)

e.Q值不变

②压强一定的条件下，在不同温度下进行反应，测得容器的体积变化如图所示：

已知: n1≠n2

温度(℃)	初始投入总量	初始投料v (CO) /v (SO2)	初始体积(L)	平衡体积(L)
T1	n1	5∶4	0.1v	0.07v
T2	n2	5∶4	0.3v	0.22v

求：T1温度时，SO2的平衡转化率为_____%；

比较大小，T1___T2(填“>”、“<”、“=”)，解释原因____________________。

Answer 1

【答案】 4CO(g)＋2NO2(g)= 4CO2(g) ＋N2(g) ΔH＝-1196 kJ·mol－1 631.75 kJ 2 0.73 160 ac 67.5 < ΔH<0，且SO2的转化率T2时的小于T1时的

【解析】I.本题考查热化学反应方程式的计算，（1）NO2与CO反应方程式为2NO2＋4CO=4O2＋N2，①×2－②－③得出：4CO(g)＋2NO2(g)= 4CO2(g) ＋N2(g) ΔH＝－1196 kJ·mol－1；（2）根据△H=反应物键能总和－生成物键能总和，令NO的键能为xkJ·mol－1，△H=946＋498－2x=180.5kJ·mol－1，解得x=631.75kJ·mol－1；II.本题考查化学平衡的计算、化学平衡状态的判断，（1）根据反应方程式，当CO与SO2投料比等于化学计量数之比时，两者的转化率相等且CO2的体积分数时最大的，即x=2，2CO(g)＋SO2(g) 2CO2(g)＋S(l)

起始 1mol/L 0.5 mol/L 0 mol/L

变化 0.8 mol/L 0.4 mol/L 0.8 mol/L

平衡 0.2 mol/L 0.1 mol/L 0.8 mol/L，CO2的体积分数=0.8/(0.2＋0.1＋0.8)=0.73，根据化学平衡常数的表达式K==160；（2）①a、当S的质量保持不变，说明反应达到平衡，故a正确；b、K只受温度的影响，温度不变，则K不变，因此K不变，不能说明反应达到平衡，故b错误；c、M=m/n，S为液态，气体质量减小，气体物质的量减小，因此当气体平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡，故c正确；d、用不同物质的化学反应速率，表示反应达到平衡，要求反应方向一正一逆，v正(SO2)、v正(CO2)都是向正反应方向进行，因此2v正(SO2)= v正(CO2)不能表明反应达到平衡，故d错误；e、△H只与始态和终态有关，因此Q不变，不能说明反应达到平衡，故e错误；②SO2的体积为4×0.1/9L，

2CO(g)＋SO2(g) 2CO2(g)＋S(l) △V

1 1

0.03v （0.1v－0.07v），因此SO2的转化率为=67.5%；根据上述分析，T2时，SO2的转化率为60%，因为正反应时放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，向吸热反应方向进行，即T1<T2。