Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）利用以下反應可處理NO₂：6NO₂+8NH₃

催化劑  .

△

7N₂+12H₂O△H＜0．請在答題卡的坐標圖中，在圖中畫出上述反應在有無催化劑和無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化的示意圖，并標明反應熱．
（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
寫出1mol SO₂與足量NO₂反應轉變成SO₃（g）的熱化學方程式

 

．
（3）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1mol SO₃的同時生成1mol NO₂
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=

 

（結果取三位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：

分析：（1）使用催化劑降低活化能，不影響反應熱；
（2）利用蓋斯定律計算反應熱；
（3）利用蓋斯定律來計算反應熱，利用化學平衡的特征“等”、“定”來判定化學平衡，利用三段法計算平衡時的濃度來計算化學平衡常數(shù)．

解答： 解：（1）使用催化劑降低活化能，不影響反應熱，在有催化劑情況下反應過程中體系能量變化曲線如圖：
，故答案為：；
（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，
利用蓋斯定律將①×

1

2

-②×

1

2

得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（3）根據(jù)蓋斯定律，將第二個方程式顛倒過來，與第一個方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，故NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；本反應是反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，故體系的壓強保持不變，故a不能說明反應已達到平衡狀態(tài)；隨著反應的進行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故b可以說明反應已達平衡；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中所述的兩個速率都是逆反應速率，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)．
                    NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物質的體積       1a       2a             0     0
轉化物質的體積         x        x              x     x
平衡物質的體積         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

，故答案為：b；2.67．

點評：該題將能量變化、化學平衡等知識柔和在一起進行考察，充分體現(xiàn)了高考的綜合性，看似綜合性較強的問題，只要細細分析，還是能各個突破的，難度不大．