Question

【题目】氮和硫的氧化物的综合利用是目前研究的热点之一。回答下列问题：

I.NO2可以分解成物质的量之比为1：1的两种氮的氧化物，，其中还原产物的化学式可能为___。

II.已知：

i.N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＝＋180.0 kJ·mol－1

ii.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1

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

(1)反应iV：2NO2(g)＋2SO2(g)2SO3(g)＋N2(g)＋O2(g)的 △H＝__________；该反应在密闭容器中达到平衡后，只改变下列条件，一定能使N2的平衡体积分数增大的是__________(填选项字母)。

A.缩小容器容积 B.再充入SO2 C.降低温度 D.分离出SO3

(2)T1°C时，容积相等的密闭容器中分别充入NO2和SO2的混合气体4 mol，发生反应iV。NO2或SO2的平衡转化率(a)与起始充入的 关系如图1所示。

①图中能表示平衡时a(SO2)与起始充入的关系的曲线为__________(填“L1”或“L2”)，理由为___________________；

②反应的平衡常数K＝________。

(3)向密闭容器中充入一定量SO2和O2，发生反应ii。SO3的平衡体积分数(φ)与温度(T)和压强(p)的关系如图2所示。

①p1、p2、p3由大到小的顺序为_______________。

②P.Q两点对应状态下，单位体积内反应物活化分子数目：P__________Q(填“>”、“<”或“＝”)，判断依据为____________________________。

Answer 1

【答案】N2O3或NO -263.6 kJ/mol CD L2 随着起始充入的增大，SO2的平衡转化率增大 p1＞p2＞p3 ＞ P点状态的压强更大，温度更高

【解析】

I．NO2可以分解成两种含氮氧化物，物质的量之比为1：1，根据氧化还原反应，NO2中氮元素化合价既升高又降低，则其中一种氧化物为N2O5，根据电子守恒和元素守恒可得另一种可能为N2O3或NO且在反应中作还原剂；

II．(1)已知：i.N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＝＋180.0 kJ·mol－1

ii.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1

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

根据盖斯定律：反应iV= ii-i-iii可得：2NO2(g)＋2SO2(g)2SO3(g)＋N2(g)＋O2(g)的 △H＝-263.6kJ/mol；

反应iV 为放热反应，反应前后气体体积不变的平衡体系；

A．缩小容器容积，等于增大压强，由于反应前后气体体积不变，平衡不移动，N2的平衡体积分数不变，故A不符合题意；

B．再充入SO2的量无限大时，N2的平衡体积分数减小，故B不符合题意；

C．降低温度平衡正反应方向移动，N2的平衡体积分数增大，故C符合题意；

D．分离出SO3，气体的总物质的量减少，平衡向正向移动，N2的物质的量增大，从而N2的平衡体积分数增大，故D符合题意；

答案选CD；

(2)①随着起始冲入的增大，NO2的平衡转化率减小，SO2的平衡转化率增大，故能表示平衡时a(SO2)与起始充入的关系的曲线为L2；

②当NO2和SO2的平衡转化率相等时，起始充入的=1，即二者的物质的量均为2mol，由图1可知，此时NO2和SO2的平衡转化率为60%，列“三段式”：

反应的平衡常数K＝=；

(3)①反应ii为气体分子数减小的反应，相同温度下，压强越大，O2的平衡体积分数越大，故p1、p2、p3由大到小的顺序为p1＞p2＞p3；

②由图像及①分析可得，P、Q两点对应状态下，P点状态的压强更大，温度更高，单位体积内反应物活化分子数目更多，则P＞Q。