Question

（2011?山東）研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理有重要意義．
（1）NO₂可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)方程式為

3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO

．利用反應(yīng)
6NO₂+8NH₃ 

催化劑

△

7N₂+12H₂O也可以處理NO₂．當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗的NO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是

6.72

L．
（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=

-41.8

kJ?mol^-1
一定條件下，將與體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反映達(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與NO的體積比保持不變
d．每消耗1molSO₃的同時(shí)生成1molNO₂
測得上述反應(yīng)平衡時(shí)的NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=

2.67或8/3

．
（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)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)系如圖所示．該反應(yīng)△H

＜

0（填“＞”或“＜”）．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

在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失．

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)物質(zhì)與水的反應(yīng)物與生成物來書寫化學(xué)反應(yīng)方程式，再利用氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移計(jì)算，然后來計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積；
（2）利用蓋斯定律來計(jì)算反應(yīng)熱，利用化學(xué)平衡的特征“等”、“定”來判定化學(xué)平衡，利用三段法計(jì)算平衡時(shí)的濃度來計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）利用化學(xué)平衡的影響因素和工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系來分析．

解答：解：（1）NO₂與H₂O反應(yīng)的方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；6NO₂+8NH₃═7N₂+12H₂O，當(dāng)反應(yīng)中有1 mol NO₂參加反應(yīng)時(shí)，共轉(zhuǎn)移了4 mol電子，故轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗的NO₂為1.2÷4×22.4L=6.72L．
（2）根據(jù)蓋斯定律，將第二個(gè)方程式顛倒過來，與第一個(gè)方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，故NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；本反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故體系的壓強(qiáng)保持不變，故a不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故b可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡；SO₃和NO都是生成物，比例保持1：1，故c不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)；d中所述的兩個(gè)速率都是逆反應(yīng)速率，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)．
              
                    NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）
  起始物質(zhì)的體積       1a       2a             0     0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積         x        x              x     x
平衡物質(zhì)的體積         1a-x     2a-x           x     x
則（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常數(shù)為=x²/（1a-x）（2a-x）=8/3．
（3）由圖可知，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；壓強(qiáng)大，有利于加快反應(yīng)速率，有利于使平衡正向移動，但壓強(qiáng)過大，需要的動力大，對設(shè)備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因?yàn)樵?50℃、壓強(qiáng)為1.3×10⁴ kPa時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率已較大，再增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率變化不大，沒有必要再增大壓強(qiáng)．
故答案為：（1）3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；6.72
          （2）-41.8；b；2.67或8/3
         （3）＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失．

點(diǎn)評：該題將元素化合物與能量變化、化學(xué)平衡等知識柔和在一起進(jìn)行考察，充分體現(xiàn)了高考的綜合性，看似綜合性較強(qiáng)的問題，只要細(xì)細(xì)分析，還是能各個(gè)突破的．第（3）容易出錯(cuò)，需認(rèn)真分析圖象，得出正確結(jié)論．