Question

【題目】研究NO2、SO2 ． CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為
利用反應(yīng)6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可處理NO2 ． 當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是 L．
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1
2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1
則反應(yīng)SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）的△H=kJmol﹣1
一定條件下，將NO2與SO2以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A．體系壓強(qiáng)保持不變 B．混合氣體顏色保持不變
C．SO2和NO的體積比保持不變 D．每消耗1molSO3的同時(shí)生成1mol NO2
測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=
（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示．該反應(yīng)△H0（填“＞”或“＜”）實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）3NO2+H2O=2HNO3+NO；6.72
（2）﹣41.8；B；
（3）＜；在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失
【解析】解：（1）二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應(yīng)6NO2+8NH3 7N2+12H2O中，6NO2中N元素化合價(jià)降低，由+4價(jià)降低到0價(jià)，則6molNO2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移24mol電子，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗NO20.3mol，體積為6.72L，所以答案是：3NO2+H2O=2HNO3+NO，6.72；（2）已知：①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1②2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1 ， 利用蓋斯定律將①× ﹣②× 得NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）△H= ×（﹣196.6kJmol﹣1）﹣ ×（﹣113.0kJmol﹣1）=﹣41.8kJmol﹣1 ， A．無(wú)論是否達(dá)到平衡，體系壓強(qiáng)都保持不變，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤； B．混合氣體顏色保持不變，說(shuō)明濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確； C．SO3和NO的計(jì)量數(shù)之比為1：1，無(wú)論是否達(dá)到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則每消耗1mol SO3的同時(shí)生成1molNO2 ， 不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤．
NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積 a 2a 0 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積 x x x x
平衡物質(zhì)的體積 a﹣x 2a﹣x x x
平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1：6，即（1a﹣x）：（2a﹣x）=1：6，故x= a，故平衡常數(shù)K= = = = ，所以答案是：﹣41.8；B； ；（3）由圖可知，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；壓強(qiáng)大，有利于加快反應(yīng)速率，有利于使平衡正向移動(dòng)，但壓強(qiáng)過(guò)大，需要的動(dòng)力大，對(duì)設(shè)備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因?yàn)樵?50℃、壓強(qiáng)為1.3×104 kPa時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率已較大，再增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率變化不大，沒(méi)有必要再增大壓強(qiáng)．所以答案是：＜，在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解反應(yīng)熱和焓變的相關(guān)知識(shí)，掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱，以及對(duì)化學(xué)平衡的計(jì)算的理解，了解反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．