Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

I. 利用反應(yīng)：6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O處理NO2。

II. 一定條件下NO2與SO2可發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0) 。

III. CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 。

（1）硫離子最外層電子的電子排布式為__________________，氨氣分子的電子式為___________，氨氣分子屬于___________分子（填“極性”或者“非極性”）。

（2）C、O、S、N這四種元素中屬于同周期元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>_______________，能證明其遞變規(guī)律的事實(shí)是（________）

a、最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性 b、氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)

c、單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易程度 d、其兩兩組合形成的化合物中元素的化合價(jià)

（3）對于I中的反應(yīng)，120℃時(shí)，該反應(yīng)在一容積為2L的容器內(nèi)反應(yīng)，20min時(shí)達(dá)到平衡，10min時(shí)電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，則0～10min時(shí)，平均反應(yīng)速率υ(NO2) =_______________。

（4）對于II中的反應(yīng)，將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____________

a. 體系壓強(qiáng)保持不變 b. NO2濃度保持不變

c. NO2和SO3的體積比保持不變 d. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

（5）請寫出II中反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________________________________。如果II中反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)___________

a.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng) b. 平衡移動(dòng)時(shí)，正反應(yīng)速率先減小后增大

c.一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng) d. 平衡移動(dòng)時(shí)，逆反應(yīng)速率先增大后減小

（6）對于III中的反應(yīng)，CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖示。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，簡述選擇此壓強(qiáng)的理由：____________________________。

Answer 1

【答案】 3s23p6 極性 O＞N＞C cd 0.015mol/(L·min) b c [SO3][NO]/[NO2] [SO2] a 250℃、1.3×104 kPa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，得不償失

【解析】試題分析：（1）硫離子最外層有8個(gè)電子，排布式在3s、3p軌道；氨氣分子中氮原子通過3個(gè)共價(jià)鍵與氫原子結(jié)合；氨氣分子中為極性共價(jià)鍵，空間構(gòu)型為三角錐；（2）C、O、S、N這四種元素中，C、O、N為第三周期元素，N屬于第四周期元素；同周期元素的非金屬性從左到右依次增強(qiáng)；可以根據(jù)最高價(jià)氧化物的水化物酸性強(qiáng)弱、與氫氣化合的難易、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性判斷非金屬性；（3）6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O，電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，消耗NO2 0.3mol，根據(jù) 計(jì)算速率；（4）根據(jù)平衡標(biāo)志分析；（5）II中反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0)，正反應(yīng)吸熱，平衡常數(shù)增大，說明溫度升高；（6）CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 250℃、1.3×104 kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高；

解析：（1）硫離子最外層有8個(gè)電子，排布式在3s、3p軌道，硫離子最外層電子的電子排布式為3s23p6；氨氣分子中氮原子通過3個(gè)共價(jià)鍵與氫原子結(jié)合，氨分子的電子式是；氨氣分子中為極性共價(jià)鍵，空間構(gòu)型為三角錐，所以氨分子是極性分子；（2）C、O、S、N這四種元素中，C、O、N為第三周期元素，N屬于第四周期元素；同周期元素的非金屬性從左到右依次增強(qiáng)，所以非金屬性O＞N＞C；a、氧元素沒有氧化物，故a錯(cuò)誤； b、氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)，不能反映非金屬性強(qiáng)弱，故b錯(cuò)誤； c、單質(zhì)越易與氫氣反應(yīng)，非金屬性越強(qiáng)，故c正確； d、其兩兩組合形成化合物時(shí)，非金屬性強(qiáng)的顯負(fù)價(jià)，故d正確，選cd；（3）6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O，電子轉(zhuǎn)移了1.2mol，消耗NO2 0.3mol， mol/(L·min)；（4）a. 反應(yīng)前后氣體系數(shù)和不變，所以壓強(qiáng)是恒量，所以壓強(qiáng)保持不變，不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤； b.根據(jù)化學(xué)平衡定義，NO2濃度保持不變一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確； c.設(shè)開始投料amol NO2與2amolSO2，反應(yīng)消耗NO2的物質(zhì)的量為xmol， NO2和SO3的體積比為 ，所以NO2和SO3的體積比是變量，體積比保持不變一定達(dá)到平衡，故c正確； d. 根據(jù) ，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是恒量，平均相對分子質(zhì)量保持不變不一定達(dá)到平衡，故d錯(cuò)誤，選bc；（5）II中反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0)，正反應(yīng)吸熱，平衡常數(shù)增大，說明溫度升高；溫度升高時(shí)，平衡一定正向移動(dòng)，故a正確；b. 溫度升高時(shí)，正反應(yīng)速率先增大后減小，故b錯(cuò)誤； c. 溫度升高時(shí)，一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故c錯(cuò)誤； d. 溫度升高，逆反應(yīng)速率增大，故d錯(cuò)誤。（6）CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 250℃、1.3×104 kPa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，得不償失。