Question

19．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(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{加熱}^{催化劑}$2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1
則反應(yīng)SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8 kJ•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(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是B （填字母）．
A．體系壓強(qiáng)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(shí)生成1mol NO₂
（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)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，經(jīng)濟(jì)效益低．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)與水的反應(yīng)物與生成物來(lái)書(shū)寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)蓋斯定律來(lái)分析計(jì)算：一個(gè)反應(yīng)無(wú)論是一步完成還是分為幾步完成，其熱效應(yīng)是相同的；根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（3）從橫坐標(biāo)上一點(diǎn)，畫(huà)一條平行于縱坐標(biāo)的虛線，看相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越低轉(zhuǎn)化率越低，說(shuō)明，升溫時(shí)平衡向逆向移動(dòng)．

解答 解：（1）NO₂與H₂O反應(yīng)的方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂═2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，
         ②2NO（g）+O₂═2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1．
根據(jù)蓋斯定律可知：將$\frac{①}{2}-\frac{②}{2}$可得：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=（$\frac{-196.6}{2}-\frac{-113.0}{2}$）kJ•mol^-1=-41.8 kJ•mol^-1；
A、反應(yīng)前后氣體兩邊的計(jì)量數(shù)相等，所以體系壓強(qiáng)始終不變，故A錯(cuò)誤；
B、混合氣體顏色保持不變，則二氧化氮的濃度不變，正逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；
C、三氧化硫和一氧化氮的體積比始終是1：1，無(wú)法判斷是否達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、表示的都是逆反應(yīng)速率，無(wú)法判斷正逆反應(yīng)速率相等，無(wú)法判斷各組分濃度是否不變，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
故答案為：-41.8；B；
（3）從橫坐標(biāo)上一點(diǎn)0.5處，畫(huà)一條平行于縱坐標(biāo)的虛線，看相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越高轉(zhuǎn)化率越低，說(shuō)明，升溫時(shí)平衡向逆向移動(dòng)，即逆反應(yīng)吸熱，則正反應(yīng)放熱，即△H＜0；實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是工業(yè)生產(chǎn)要考慮速經(jīng)濟(jì)效益，要考慮速度和效率，壓強(qiáng)越大需要的條件越高，花費(fèi)越大，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，經(jīng)濟(jì)效益低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫，蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度不大，屬于基礎(chǔ)型題目．