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
利用反應6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可處理NO2 ． 當轉移1.2mol電子時，消耗的NO2在標準狀況下是 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，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是
A．體系壓強保持不變 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的同時生成1mol NO2
測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1：6，則平衡常數K=
（3）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△H0（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】
（1）3NO2+H2O=2HNO3+NO；6.72
（2）﹣41.8；B；
（3）＜；在1.3×104kPa下，CO的轉化率已較高，再增大壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加得不償失
【解析】解：（1）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，反應的化學方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應6NO2+8NH3 7N2+12H2O中，6NO2中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO2參加反應，轉移24mol電子，所以當轉移1.2mol電子時，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．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，故A錯誤； B．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故B正確； C．SO3和NO的計量數之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．物質的量之比等于化學計量數之比，則每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2 ， 不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤．
NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）
起始物質的體積 a 2a 0 0
轉化物質的體積 x x x x
平衡物質的體積 a﹣x 2a﹣x x x
平衡時NO2與SO2體積比為1：6，即（1a﹣x）：（2a﹣x）=1：6，故x= a，故平衡常數K= = = = ，所以答案是：﹣41.8；B； ；（3）由圖可知，溫度升高，CO的轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，△H＜0；壓強大，有利于加快反應速率，有利于使平衡正向移動，但壓強過大，需要的動力大，對設備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因為在250℃、壓強為1.3×104 kPa時，CO的轉化率已較大，再增大壓強，CO的轉化率變化不大，沒有必要再增大壓強．所以答案是：＜，在1.3×104kPa下，CO的轉化率已較高，再增大壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加得不償失．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱，以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．