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(yīng)可處理NO2：6NO2＋8NH37N2＋12H2O ΔH< 0。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)圖中，畫出上述反應(yīng)在有催化劑和無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化的示意圖，并標(biāo)明反應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)變成SO3(g)的熱化學(xué)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(yīng)，下列能說(shuō)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．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(shí)生成1 mol NO2

測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)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(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率加快，但不能使平衡移動(dòng)，不影響反應(yīng)熱，因此作圖如下：

（2）先以1mol SO2與足量NO2反應(yīng)寫出反應(yīng)方程式：NO2+SO2SO3+NO，根據(jù)蓋斯定律，將第二個(gè)方程式顛倒過(guò)來(lái)，與第一個(gè)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(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(qiáng)保持不變，故a不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NO2的濃度減小，顏色變淺，故b可以說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)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(gè)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)。

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(diǎn)：考查化學(xué)平衡、蓋斯定律的應(yīng)用及平衡常數(shù)的計(jì)算。