7.研究NO2、SO2、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3NO2+H2O=NO+2HNO3.利用反應(yīng)6NO2+8NH3 $?_{加熱}^{催化劑}$ 7N2+12H2O也可處理NO2.當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時,消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是6.72L.
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的△H=-41.8kJ•mol-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),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是b.
a.體系壓強(qiáng)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1mol SO3的同時生成1molNO2
測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為1:6,則平衡常數(shù)K=$\frac{8}{3}$.

分析 (1)二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸與NO;
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子、結(jié)合N元素化合價變化計算消耗的NO2的物質(zhì)的量,再根據(jù)V=nVm計算消耗NO2的體積;
(2)已知:①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,(①-②)÷2可得:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),焓變也進(jìn)行相應(yīng)計算;
可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時,同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡;
令NO2、SO2起始物質(zhì)的量分別為1mol、2mol,轉(zhuǎn)化的NO2為xmol,則:
           NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)
起始量(mol):1       2        0      0
變化量(mol):x       x        x      x
平衡量(mol):1-x     2-x      x      x
平衡時NO2與SO2體積比為1:6,則(1-x):(2-x)=1:6,解得x=0.8,反應(yīng)氣體氣體體積不變,用物質(zhì)的量代替濃度代入K=$\frac{c(S{O}_{3})×c(NO)}{c(N{O}_{2})×c(S{O}_{2})}$計算平衡常數(shù).

解答 解:(1)二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸與NO,反應(yīng)方程式為:3NO2+H2O=NO+2HNO3;
當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時,消耗的NO2物質(zhì)的量為$\frac{1.2mol}{4}$=0.3mol,消耗NO2的體積為0.3mol×22.4L/mol=6.72L,
故答案為:3NO2+H2O=NO+2HNO3;6.72;
(2)已知:①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,(①-②)÷2可得:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),則△H=[-196.6kJ•mol-1-(-113.0kJ•mol-1)]÷2=-41.8kJ•mol-1;
a.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,恒溫恒容下,容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變,體系壓強(qiáng)不變不能說明到達(dá)平衡,故a錯誤;
b.混合氣體顏色保持不變,說明二氧化氮濃度不變,反應(yīng)到達(dá)平衡,故b正確;
c.SO3和NO的體積比等于其化學(xué)計量數(shù)之比,始終保持不變,故c錯誤;
d.每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2,均表示逆反應(yīng)速率,反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行,故d錯誤;
令NO2、SO2起始物質(zhì)的量分別為1mol、2mol,轉(zhuǎn)化的NO2為xmol,則:
           NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)
起始量(mol):1       2        0       0
變化量(mol):x       x        x       x
平衡量(mol):1-x     2-x      x       x
平衡時NO2與SO2體積比為1:6,則(1-x):(2-x)=1:6,解得x=0.8,反應(yīng)氣體氣體體積不變,用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù),故平衡常數(shù)K=$\frac{c(S{O}_{3})×c(NO)}{c(N{O}_{2})×c(S{O}_{2})}$=$\frac{0.8×0.8}{(1-0.8)×(2-0.8)}$=$\frac{8}{3}$,
故答案為:-41.8;b;$\frac{8}{3}$.

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、平衡狀態(tài)判斷、蓋斯定律應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)計算等,(2)注意對平衡常數(shù)表達(dá)式的理解.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

10.25℃時,將0.40mol.L-1HCN溶液與0.20mol.L-1NaOH溶液各100mL混合后,測得溶液的pH=a(a>7).則該溶液中所有離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),c(HCN)-c(CN-)=2[10 a-14-10-a]mol.L-1(假設(shè)混合后體積等于兩種溶液體積之和)

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11.下列物質(zhì)中,不能溶于冷的濃H2SO4中的是( 。
A.溴乙烷B.乙醚C.乙醇D.乙烯

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15.釩(V)及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域.V2O5是接觸法制硫酸的催化劑.
(1)一定條件下,SO2 與空氣反應(yīng)t min后,SO2 和SO3物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L、b mol•L-1,則SO2 起始物質(zhì)的量濃度為a+bmol/L;生成SO3的化學(xué)反應(yīng)速率為$\frac{t}$mol/L.
(2)全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的,其裝置原理如圖:

①當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán),其電極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O.
②充電過程中,右槽溶液顏色逐漸由綠色變?yōu)樽仙?br />③放電過程中氫離子的作用是參與正極反應(yīng)和通過交換膜定向移動使溶液成電中性;充電時若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×1023個,左槽溶液中n(H+)的變化量為0.5mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示:甲、乙之間的隔板可左右移動,甲中充入2mol A和1mol B,乙中充入2mol C和1mol He,此時K停在0處.在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng):2A(g)+B(g)?2C(g).反應(yīng)達(dá)到平衡后,恢復(fù)到反應(yīng)前的溫度.

若平衡時K停留在0刻度左側(cè)1處,則活塞停留在0刻度右側(cè)( 。
A.右側(cè)6處B.右側(cè)6~7處C.右側(cè)7處D.右側(cè)7~8處

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為1L的恒溫密閉容器中,各物質(zhì)濃度隨時間變化的關(guān)系如圖1所示.

請回答:
(1)下列選項中不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是B(填選項字母).
A.容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時間變化而改變
B.容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時間變化而改變
C.容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時間變化而改變
D.容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而改變
(2)反應(yīng)進(jìn)行到10min時,共吸收熱量11.38kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)?2NO2(g)△H=+56.9kJ/mol;
(3)計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.9.
(4)反應(yīng)進(jìn)行到20min時,再向容器內(nèi)充入一定量NO2,10min后達(dá)到新的平衡,此時測得c(NO2)=0.9mol/L.第一次平衡時混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為w1,達(dá)到新平衡后混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為w2,則w1>w2(填“>”、“=”或“<”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.倡導(dǎo)“低碳經(jīng)濟(jì)”,降低大氣中CO2的含量,有利于解決氣候變暖的環(huán)境問題.
(Ⅰ)合成氣由H2、CO和少量CO2組成,已知下列反應(yīng):
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol   K1
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=-41.1kJ/mol   K2
③CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3    K3
計算上述△H3=-49kJ/mol;K3=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$(用K1、K2表示)
(Ⅱ)工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)甲醇,反應(yīng)原理為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.
一定溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中,充入2mol CO2和6mol H2,一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),測得CO2和CH3OH的濃度隨時間變化如圖1所示.
(1)達(dá)到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率=75%.
(2)從反應(yīng)開始到平衡.氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.225mol/(L.min).
(3)容器內(nèi)的平衡壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為5:8.
(4)保持容積不變,下列措施中能使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是CD (填字母).
A.升高溫度                         B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離出來         D.再充入1mol CO2和3mol H2
(5)以KOH溶液為電解質(zhì),使用甲醇和氧氣可作燃料電池,則該電池負(fù)極反應(yīng)式CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(Ⅲ)以CO2為碳源加氫還可制取乙醇:
2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=Q kJ/mol(Q>0),
在密閉容器中,按CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1:3進(jìn)行投料,在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)(y%)如圖2所示:
(1)表示CH3CH2OH體積分?jǐn)?shù)曲線的是b(填字母,下同).
(2)在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是BC;
A.平衡常數(shù)K不再增大
B.CO2的轉(zhuǎn)化率不再增大
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
D.反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物
(3)其他條件恒定,若要提高CO2的反應(yīng)速率,同時提高H2轉(zhuǎn)化率,應(yīng)選擇D;
A.降低溫度  B.充入更多的H2   C.移去乙醇  D.壓縮容器體積
(4)圖2中曲線a和c的交點R對應(yīng)物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)yR=37.5%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是(  )
A.已知2H 2(g)+O 2(g)═2H 2O(g);△H=-483.6KJ•mol -1,則氫氣的燃燒熱為241.8kJ•mol -1
B.已知NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H 2O(1);△H=-57.4kJ•mol -1則含 20.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出小于28.7kJ的熱量
C.已知C(石墨,s)=C(金剛石,s);△H>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定
D.己知2C(s)+2O 2(g)═2CO 2(g);△H=akJ•mol -1、2C(s)+O 2(g)═2CO(g);△H=bkJ•mol -1,則a>b

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,質(zhì)量相同的下列物質(zhì),體積最小的是( 。
A.氫氣B.二氧化碳C.氧氣D.氮氣

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同步練習(xí)冊答案