Question

【題目】霧霾由多種污染物形成，其中包含顆粒物(包括PM2.5在內(nèi))、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化學(xué)在解決霧霾污染中有著重要的作用。回答下列問題：

（1）已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6 kJ·mol －1

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

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

一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有 。(填字母)

a．體系密度保持不變 b．混合氣體顏色保持不變

c．SO3和NO的體積比保持不變 d．每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2

測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1:5，則平衡常數(shù)K＝ 。

（2）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)的化學(xué)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)系如下圖所示。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 。

（3）一種用NH3脫除煙氣中NO的原理如下圖：

①該脫硝原理中，NO最終轉(zhuǎn)化為H2O和 (填化學(xué)式)。

②當(dāng)消耗1 mol NH3和0.5 molO2時(shí)，除去的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 。

（4）NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一種脫硝途徑。在不同條件下，NO的分解產(chǎn)物不同。在高壓下，NO在40℃下分解生成兩種化合物，反應(yīng)物與生成物三者的物質(zhì)的量之比比3：1：1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）―41.8；b；1.8

（2）此壓強(qiáng)下CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化率提高不大且會(huì)增加生產(chǎn)成本

（3）①N2 ②11.2L

（4）3NON2O+NO2

【解析】

試題分析：（1）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJmol-1①，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-113.0kJmol-1 ②，將方程式得：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H= =-41.8kJ/mol，a．隨反應(yīng)：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的進(jìn)行，氣體的質(zhì)量和體積都不變，所以ρ=也不變，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度不變，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故b正確；c．隨反應(yīng)進(jìn)行，SO3和NO都是生成物，所以體積比一直等于系數(shù)比，所以SO3和NO的體積比保持不變，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；d．每生成1molSO3的同時(shí)消耗1molNO2都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都按此比例進(jìn)行，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)=1：5，故x=a，故平衡常數(shù)K====1.8，故答案為：-41.8；b；1.8；

（2）實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是工業(yè)生產(chǎn)要考慮速經(jīng)濟(jì)效益，要考慮速度和效率，壓強(qiáng)越大需要的條件越高，花費(fèi)越大,故答案為：在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，經(jīng)濟(jì)效益低；

（3）①由圖3可知反應(yīng)物為氧氣、一氧化氮和氨氣最終生成物為氮?dú)夂退�，所�?/span>NO最終轉(zhuǎn)化為N2和H2O，故答案：N2；

②氧氣、一氧化氮和氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，反�?yīng)中氨氣失去的電子的物質(zhì)的量等于NO和氧氣得到的電子總物質(zhì)的量，1molNH3轉(zhuǎn)化為N2失去3mol電子，0.5molO2得到2mol電子，則NO轉(zhuǎn)化為N2得到的電子為1mol，所以NO的物質(zhì)的量為0.5mol，其體積為22.4L/mol×0.5mol=11.2L，故答案為：11.2；

（4）在高壓下，NO在40℃下分解生成兩種化合物，反應(yīng)物與生成物三者的物質(zhì)的量之比比3：1：1，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NON2O+NO2，故答案為：3NON2O+NO2。