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＋8NH37N2＋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) ΔH1＝﹣196.6 kJmol-1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2＝﹣113.0kJmol-1

則反應NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=________kJmol-1。

一定條件下，將2molNO2與2molSO2置于容積固定的恒溫密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是__________（填字母）

a．混合氣體密度保持不變

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1molSO3的同時生成1molNO2

該反應達平衡狀態后，若再向該容器充入1molNO2與1molSO2，則SO2的轉化率將_______（填“增大”“減小”或“不變”）。

（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝﹣a kJmol-1。在一定溫度下，將1molCO(g)和2molH2(g)充入到體積為10L的密閉容器中，發生反應。經過5min達到平衡,此時容器內壓強為反應前的0.8倍。則v（CH3OH）為_______，正反應放出的熱量為______。

（4）已知N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0，現將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖能說明反應達到平衡狀態的是_______。

A．B．C．D．

Answer 1

【答案】3NO2+H2O＝2HNO3+NO 6.72 －41.8 b 不變 0.006mol/(L·min) 0.3akJ ACD

【解析】

（1）NO2與水反應生成硝酸和NO完成方程式的書寫；根據方程式及轉移電子數目計算NO2；

（2）根據蓋斯定律計算焓變；根據平衡狀態的特征判斷；根據勒夏特列原理找等效平衡即可；

（3）同一密閉容器中壓強之比等于物質的量之比，計算平衡后的總物質的量，再用三段式求解；

（4）根據平衡狀態的特征判斷。

（1）NO2與水反應生成硝酸和NO，方程式為3NO2+H2O＝2HNO3+NO；根據方程式可知，6molNO2參與反應，化合價由+4變為0，得到24mol電子，轉移1.2mol電子時，消耗的NO2的物質的量為0.3mol，標況下的體積為6.72L；

（2）已知①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1＝﹣196.6 kJmol-1

②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2＝﹣113.0kJmol-1

根據蓋斯定律，（①-②）/2即可得到NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)，則ΔH=（-196.6+113.0）kJ/mol/2=-41.8kJ/mol；

a．反應體系中，各物質均為氣體，則氣體的質量不變，且體積恒定，則混合氣體密度保持不變，則密度不能判斷是否達到平衡的依據，a錯誤；

b．NO2顯紅棕色，反應達到平衡時，NO2的濃度不再改變，則混合氣體顏色保持不變，b正確；

c．反應中SO3和NO的體積比自始至終保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態，c錯誤；

d．每消耗1molSO3必然生產1molNO2，不能判斷是否達到平衡狀態，d錯誤；

答案為b；

反應體系中，可逆號兩邊氣體計量數的和相等，反應平衡后再加入1molNO2與1molSO2，相當于增大壓強體積減小，平衡不移動，SO2的轉化率不變；

（3）同一密閉容器中壓強之比等于物質的量之比，則3：n=1：0.8，n=2.4mol；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

初：1 2 0

反：x 2x x

平：1-x 2-2x x

則3-2x=2.4mol，x=0.3mol，v（CH3OH）=0.3mol/（10L×5min）=0.006mol/(L·min)；0.3molCO參與反應釋放的熱量為0.3akJ；

（4）A．反應體系中，左右兩邊氣體計量數的和不相等，容積為恒壓，則平衡時氣體的物質的量不變，體積不再改變，氣體質量一直未變，密度也不變，則平衡時密度不再改變，A正確；

B．該反應的焓變與平衡與否無關，則焓變不能判斷是否達到平衡狀態，B錯誤；

C．反應達到平衡時，各物質的物質的量不再改變，圖像中t1時各量不再變化，則達到平衡狀態，C正確；

D．反應達到平衡時，各物質的物質的量不再改變，則N2O4的轉化率不再改變，D正確；

答案為ACD。