Question

(11分)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＋8NH37N2＋12H2O ΔH< 0。請在答題卡的坐標圖中，畫出上述反應在有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) ΔH ＝－196.6 kJ·mol-1

2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH ＝－113.0 kJ·mol-1

寫出1mol SO2與足量NO2反應轉(zhuǎn)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1 mol SO3的同時生成1 mol 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(jié)果取三位有效數(shù)字）。

 

Answer 1

（1）

（2）NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） △H=-41.8 kJ·mol-1；

（3）b 2.67

【解析】

試題分析：（1）該反應為放熱反應，反應物總能量小于生成物總能量，催化劑能降低反應的活化能，使化學反應速率加快，但不能使平衡移動，不影響反應熱，因此作圖如下：

（2）先以1mol SO2與足量NO2反應寫出反應方程式：NO2+SO2SO3+NO，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，再把結(jié)果除以2得： NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g），△H=－（－113.0 kJ·mol-1）+（－196.6 kJ·mol-1）=—83.6 kJ·mol-1，故NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） △H=-41.8 kJ·mol-1；

（3）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(zhì)的體積 1a 2a 0 0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積 x x x x

平衡物質(zhì)的體積 1a-x 2a-x x x

則（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=a，故平衡常數(shù)為：=2.67。

考點：考查化學平衡、蓋斯定律的應用及平衡常數(shù)的計算。