15.二氧化硫和氮的氧化物是常用的工業(yè)原料,但也是大氣的主要污染物.綜合治理基污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容之一.
(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)$?_{加熱}^{催化劑}$2SO3(g)△H=-198kJ•mol-1.某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(P)的關系如圖所示.
根據(jù)圖示回答下列問題:
①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10MPa.該反應的平衡常數(shù)等于800.
②平衡狀態(tài)由A變到B時.平衡常數(shù)K(A)=K(B)(填“>”、“<”或“=”).
(2)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
若用標準狀況下4.48L CH4還原NO2至N2,放出的熱量為:173.4kJ.

分析 (1)①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10MPa,二氧化硫轉(zhuǎn)化率為0.8,則轉(zhuǎn)化的二氧化硫為2mol×0.8=1.6mol,則:
            2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始量(mol):2        1        0
變化量(mol):1.6      0.8      1.6
平衡量(mol):0.4      0.2      1.6
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{{c}^{2}(S{O}_{2})×c({O}_{2})}$;
②平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,平衡常數(shù)不變;
(2)已知:①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,(①+②)÷2可得:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1,進而計算放出的熱量.

解答 解:(1)①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10MPa,二氧化硫轉(zhuǎn)化率為0.8,則轉(zhuǎn)化的二氧化硫為2mol×0.8=1.6mol,則:
            2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
起始量(mol):2        1        0 
變化量(mol):1.6      0.8      1.6
平衡量(mol):0.4      0.2      1.6
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{{c}^{2}(S{O}_{2})×c({O}_{2})}$=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800,
故答案為:800;
②平衡狀態(tài)由A變到B時,壓強增大,溫度不變,平衡常數(shù)不變,平衡常數(shù)K(A)=K(B),
故答案為:=;
(2)已知:①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,(①+②)÷2可得:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1,4.48L甲烷物質(zhì)的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol,故放出的熱量為0.2mol×867kJ•mol-1=173.4kJ,
故答案為:173.4kJ.

點評 本題考查化學平衡計算、運用蓋斯定律計算反應熱,難度不大,注意平衡常數(shù)及其單位與化學計量數(shù)有關.

練習冊系列答案
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8.下列表述正確的是( 。
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(2)判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為abc(填正確選項前的字母):
a.壓強不隨時間改變    b.氣體的密度不隨時間改變
c.c( A)不隨時間改變    d.單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等
(3)100℃時,該反應達到平衡后,D的濃度為0.02mol/L,該反應的平衡常數(shù)表達式為$\frac{c(C)×c(D)}{c(A)}$,該溫度下的平衡常數(shù)為0.02.
(4)在100℃到達平衡后,改變反應溫度為T,c(A)以0.001mol/(L•s)的平均速率降低,經(jīng)10s又達到平衡.
①T小于100℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是正反應放熱,改變溫度平衡正向移動,所以是溫度降低;
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10.設反應①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H=Q1的平衡常數(shù)為K1
反應②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H=Q2的平衡常數(shù)為K2,
反應③H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=Q3,平衡常數(shù)為K3
請結合表中在不同溫度下K1、K2的值,回答下列問題:
T/KK1K2
9731.472.38
11732.201.50
(1)反應①的平衡常數(shù)表達式K1=$\frac{[CO]}{[C{O}_{2}]}$,△H>0(填“>”、“<”或“=”).
(2)根據(jù)反應①與②推導出Q1、Q2、Q3的關系式:Q3=Q3=Q1-Q2.計算出在1173K時反應③的平衡常數(shù)K3的數(shù)值:K3=1.4.
(3)能判斷反應③已達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是CD.
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20.Mg(ClO32在農(nóng)業(yè)上可用做脫葉劑、催熟劑.可采用復分解反應制備:MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl.已知Mg(ClO32的溶解度(S)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示.下列有關敘述中不正確的是(  )
A.溫度越高,Mg(ClO32飽和溶液的物質(zhì)的量濃度越大
B.溫度越高,Mg(ClO32飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)越大
C.350K時,Mg(ClO32飽和溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{250g}{191g/mol×1L}$
D.350 K時,Mg(ClO32飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{250g}{350g}$×100%

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7.實驗室保存下列化學試劑的方法正確的是( 。
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4.對于常溫下PH為2的鹽酸,下列敘述正確的是(  )
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