Question

研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）利用反應：6NO2＋8NH37N2＋12H2O可處理NO2。當轉移1.2mol電子時，消耗的NO2在標準狀況下的體積是 L。

（2）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

請寫出NO2與SO2反應生成SO3(g)和NO的熱化學方程式 。

②一定條件下，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．SO3和NO的體積比保持不變 d．每消耗1 mol SO2的同時生成1 molNO2

③測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1:6，則該反應的平衡常數K＝ 。

（3）汽車尾氣中的一氧化碳可通過如下反應降低其濃度：CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)。已知某溫度下，在兩個恒容密閉容器中進行該反應，容器中各物質的起始濃度及正、逆反應速率關系如下表所示。請用“＞”或“＜”或“＝”填寫表中的空格。

容器編號	c(CO)／mol·L–1	c(O2)／mol·L–1	c(CO2)／mol·L–1	υ(正)和υ(逆) 大小比較
①	2.0×10–4	4.0×10–4	4.0×10–4	υ(正)＝υ(逆)
②	1.0×10–3	4.0×10–4	5.0×10–4	υ(正) υ(逆)

 

 

Answer 1

（1）6.72L（2分）

（2）①NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8kJ/mol（2分）②bd（2分）

③（2分） （3）＞（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據方程式6NO2＋8NH37N2＋12H2O可知，NO2中氮元素的化合價從＋4價降低到0價，得到4個電子，所以當轉移1.2mol電子時，消耗的NO2的物質的量是1.2mol÷4＝0.3mol，則在標準狀況下的體積是0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。

（2）①已知反應①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＝?196.6 kJ·mol–1，②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH＝?113.0 kJ·mol–1，則根據蓋斯定律可知（①－②）÷2即得到反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，所以該反應的反應熱△H＝(?196.6 kJ/mol＋113.0 kJ/mol)÷2＝－41.8kJ/mol。

②在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)，據此可以解答。a、該反應前后體積不變，因此壓強始終是不變的，即體系壓強保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，a不正確；b、顏色的深淺與物質的濃度有關系，所以混合氣體顏色保持不變，說明NO2的濃度不再發(fā)生變化，因此反應達到平衡狀態(tài)，b正確；C、SO3和NO是生成物，二者的體積比之比始終是1:1,所以SO3和NO的體積比保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，c不正確；d、每消耗1 mol SO2的同時必然同時消耗1molNO2，而同時又生成1 molNO2，這說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，d正確，答案選bd。

③ NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)

起始量（mol） 1 2 0 0

轉化量（mol） x x x x

平衡量（mol） 1－x 2－x x x

測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1:6

則(1－x):( 2－x)＝1:6

解得x＝0.8

由于反應前后體積不變，所以可以用物質的量代替濃度表示平衡常數

該反應的平衡常數K＝＝＝。

（3）容器①中υ(正)＝υ(逆)，說明反應達到平衡狀態(tài)，則該反應的平衡常數K＝＝100。根據容器②中物質的濃度可知，此時＝25＜100，所以反應向正反應方向進行，則υ(正)＞υ(逆)。

考點：考查氧化還原反應的計算、熱化學方程式書寫、平衡狀態(tài)判斷以及平衡常數計算與應用