Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理有重要意义．
（1）利用反应6NO₂+8NH₃ 

催化剂

△

7N₂+12H₂O可以处理NO₂．当转移1.2mol电子时，处理的NO₂在标
准状况下的体积是

 

．
（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
则NO₂与SO₂ 反应生成SO₃ 和NO对应的热化学方程式为

 

；
一定条件下，将NO₂与SO₂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

 

．
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃与NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO₃的同时生成1molNO₂
（3）①CO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图所示．该反应△H

 

0（填“＞”或“＜”）．

②CO一定条件下，还可以发生反应CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂ （g），向2L密闭容器中通入2mol CO （g）、2mol H₂O （g），2min后反应达到平衡时，测得CO的物质的量为1mol，用H₂O （g）表示该反应速率为

 

；此温度下，该反应的平衡常数为

 

；若往容器中再加入2mol CO （g），则重新达到平衡时的CO总转化率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）利用氧化还原反应中电子转移计算，然后来计算标准状况下气体的体积；
（2）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；
（3）①利用化学平衡的影响因素和图象来分析；
②根据反应的方程式H₂O （g）+CO （g）?H₂（g）+CO₂ （g），分别计算起始、转化以及平衡时的物质的量，
利用V=

△c

△t

可计算出用CO表示达到平衡时该反应的平均速率；
利用K=

C(CO 2)C(H 2)

C(CO)C(H 2O)

该反应的平衡常数；
利用平衡常数不变计算CO的转化率．

解答： 解：（1）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为1.2÷4×22.4L=6.72L，
故答案为：6.72L．
（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 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；
故答案为：NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；b；
（3）①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；
②H₂O （g）+CO （g）?H₂（g）+CO₂ （g）
起始：2        2        0     0
变化：1     1           1     1
平衡：1     1          1      1
则用H₂O （g）表示该反应速率为

1mol 2L

2min

=0.25mol/（L?min）；
该反应的平衡常数k=

1×1

1×1

=1；
如果继续向该平衡体系中通入2.0mol的CO，设总反应CO为xmol，则
     H₂O （g）+CO （g）?H₂（g）+CO₂ （g）
起始：2        4        0     0
变化：x        x        x     x
平衡：2-x      4-x      x     x 
根据K=1=

x×x

(2-x)×(4-x)

，解得x=

4

3

，所以重新达到平衡时的CO总转化率为

4 3

4

×100%=33.3%   
故答案为：0.25mol/（L?min）；1；33.3%；

点评：该题将元素化合物与能量变化、化学平衡等知识柔和在一起进行考查，关键是化学平衡的计算，题目难度中等，注意根据物质的量的变化利用三段式法解答．