Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理有重要意義．
（1）利用反應(yīng)6NO₂+8NH₃ 

催化劑

△

7N₂+12H₂O可以處理NO₂．當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，處理的NO₂在標(biāo)
準(zhǔn)狀況下的體積是

 

．
（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NO₂與SO₂ 反應(yīng)生成SO₃ 和NO對應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

；
一定條件下，將NO₂與SO₂置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的

 

．
a．體系壓強保持不變
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的同時生成1molNO₂
（3）①CO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)化率與壓強的關(guān)系如圖所示．該反應(yīng)△H

 

0（填“＞”或“＜”）．

②CO一定條件下，還可以發(fā)生反應(yīng)CO （g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂ （g），向2L密閉容器中通入2mol CO （g）、2mol H₂O （g），2min后反應(yīng)達到平衡時，測得CO的物質(zhì)的量為1mol，用H₂O （g）表示該反應(yīng)速率為

 

；此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

；若往容器中再加入2mol CO （g），則重新達到平衡時的CO總轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）利用氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移計算，然后來計算標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積；
（2）利用蓋斯定律來計算反應(yīng)熱，利用化學(xué)平衡的特征“等”、“定”來判定化學(xué)平衡，利用三段法計算平衡時的濃度來計算化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）①利用化學(xué)平衡的影響因素和圖象來分析；
②根據(jù)反應(yīng)的方程式H₂O （g）+CO （g）?H₂（g）+CO₂ （g），分別計算起始、轉(zhuǎn)化以及平衡時的物質(zhì)的量，
利用V=

△c

△t

可計算出用CO表示達到平衡時該反應(yīng)的平均速率；
利用K=

C(CO 2)C(H 2)

C(CO)C(H 2O)

該反應(yīng)的平衡常數(shù)；
利用平衡常數(shù)不變計算CO的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）當(dāng)反應(yīng)中有1 mol NO₂參加反應(yīng)時，共轉(zhuǎn)移了4 mol電子，故轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗的NO₂為1.2÷4×22.4L=6.72L，
故答案為：6.72L．
（2）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(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故體系的壓強保持不變，故a不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)；
隨著反應(yīng)的進行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故b可以說明反應(yīng)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(yīng)速率，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)；
故答案為：NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；b；
（3）①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；
②H₂O （g）+CO （g）?H₂（g）+CO₂ （g）
起始：2        2        0     0
變化：1     1           1     1
平衡：1     1          1      1
則用H₂O （g）表示該反應(yīng)速率為

1mol 2L

2min

=0.25mol/（L?min）；
該反應(yīng)的平衡常數(shù)k=

1×1

1×1

=1；
如果繼續(xù)向該平衡體系中通入2.0mol的CO，設(shè)總反應(yīng)CO為xmol，則
     H₂O （g）+CO （g）?H₂（g）+CO₂ （g）
起始：2        4        0     0
變化：x        x        x     x
平衡：2-x      4-x      x     x 
根據(jù)K=1=

x×x

(2-x)×(4-x)

，解得x=

4

3

，所以重新達到平衡時的CO總轉(zhuǎn)化率為

4 3

4

×100%=33.3%   
故答案為：0.25mol/（L?min）；1；33.3%；

點評：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行考查，關(guān)鍵是化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，注意根據(jù)物質(zhì)的量的變化利用三段式法解答．