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）利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O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) ΔH＝－196.6kJ·mol－1

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

则反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝___________kJ·mol－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．SO3和NO的体积比保持不变 d．每消耗1molSO3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＝___________。

（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右图所示。该反应ΔH___________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

【答案】

（1）6.72（2）－41.8；b；2.67或（3）<；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失

【解析】

试题分析：（1）6NO2+8NH3═7N2+12H2O，当反应中有1 mol NO2参加反应时，共转移了4 mol电子，故转移1.2mol电子时，消耗的NO2的体积为：1.2××22.4L=6.72L，故答案为：6.72；

（2）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 kJmol-1，则NO2+SO2SO3+NO△H=-41.8 kJmol-1；a．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，a错误；b．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，故b正确；c．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，故c错误；d．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，故d错误；设起始时二氧化氮体积为a、二氧化硫体积为2a，二氧化氮转化的体积为x，

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(a-x)：(2a-x)=1：6，故x=0.8a，

故平衡常数K===(或2.67)，

故答案为：-41.8；b；(或2.67)；

（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．故答案为：＜；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