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，相應的化學反應方程式為_____________________

（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

則反應NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) 的ΔH＝________kJ·mol－1

（3）一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發生上述反應，測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1∶6，則平衡常數K＝________ （保留兩位小數）

（4）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。該反應ΔH________0(填“>”或“<”)。實際生產條件控制在250℃、1.3×104kPa左右，選擇此壓強的理由是____________________

Answer 1

【答案】3NO2 + H2O ＝ 2HNO3 + NO －41.8 2.67 < 在1.3×104kPa下，CO轉化率已較高，再增大壓強CO轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失

【解析】

（1）NO2與水反應生成硝酸和一氧化氮；（2）利用蓋斯定律計算反應焓變；（3）設NO2初始濃度為1 mol·L-1，利用“三段式”計算平衡常數；（4）根據圖示，升高溫度，CO轉化率減小，平衡逆向移動；根據綜合經濟效益實際生產條件控制在250℃、1.3×104kPa左右的原因；

（1）NO2與水反應生成硝酸和一氧化氮，反應方程式是3NO2 + H2O＝ 2HNO3 + NO；

（2）①2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝-196.6kJ·mol－1 ；②2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝-113.0 kJ·mol－1 ；根據蓋斯定律①②得NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) 的ΔH＝－41.8kJ·mol－1；

（3）設NO2初始濃度為1 mol·L-1，

　　　　　　 NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)

始態 1 2 0 0

反應 x x x x

終態 1-x 2-x x x

，解得x=0.8，K=2.67；（4）根據圖示，升高溫度，CO轉化率減小，平衡逆向移動，所以該反應ΔH<0；在1.3×104kPa下，CO轉化率已較高，再增大壓強CO轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失。