Question

空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的百分比浓度来计算空气质量指数（AQI），SO₂、NO₂和CO是其中3项中的污染物．
（1）上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有

 

（填化学式）．
（2）早期人们曾经使用铅室法生产硫酸，其主要反应为：
SO₂（g）+NO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）
①若已知2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）+Q₁
2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）+Q₂
则SO₂（g）+NO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）+Q₃，Q₃=

 

kJ?mol^-1．
②一定温度下，向固定体积为2L的密闭容器中充入SO₂和NO₂各1mol，发生反应：SO₂（g）+NO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）．下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是

 

（选填序号）．
a．体系压强保持不变            b．混合气体的颜色保持不变
c．NO的物质的量保持不变        d．每生成1mol SO₃的同时消耗1mol NO₂．
（3）矿石燃料的燃烧是造成酸雨的主要因素之一．而甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H₂合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．今在一容积可变的密闭容器中，充有10mol CO和20mol H₂，用于合成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：
①上述合成甲醇的反应为

 

反应（填“放热”或“吸热”）．
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断,转化率随温度、压强的变化曲线

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）从空气污染的角度分析，利用酸雨形成的过程相关知识解决；
（2）①根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式，据此计算Q₃；
②根据化学平衡状态的特征判定，分析时注意两个核心：v（正）=v（逆）和  各组分的浓度保持不变；
（3）①化学平衡图象分析方法，平衡图象题主要注意三点一趋势，三点是：图象的起点、拐点、终点，一趋势是看曲线的变化趋势，当然要看好横、纵坐标的向量；
②对于一个给定的化学反应，化学平衡常数的影响因素只有温度．

解答： 解：（1）SO₂、NO₂和CO中，能和空气中的水蒸气反应的有SO₂、NO₂
SO₂+H₂O=H₂SO₃ H₂SO₃进一步被氧气氧化为硫酸，
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硫酸和硝酸融入雨水，形成酸雨，在空气中CO不能与水反应．
故答案为：SO₂、NO₂；
（2）①Ⅰ2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）+Q₁
Ⅱ2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）+Q₂
根据盖斯定律：

1

2

×（Ⅰ-Ⅱ）得：SO₂（g）+NO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）+Q₃，Q₃=

Q1-Q2

2

，
故答案为：

Q1-Q2

2

；
②a．在SO₂（g）+NO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）反应中，反应前后的气体体积变化等于零，即△V=0，无论是否平衡，体系内的压强永远不变；
a不能说明反应以达到化学平衡；
b．只有NO₂有颜色，气体的颜色不变，说明NO₂的量不再发生变化，b可说明反应以达到化学平衡；
c．NO的物质的量不变，c说明反应以达到化学平衡；
d．中生成 SO₃和消耗 NO₂反应都是向正向进行，d不能说明反应以达到化学平衡．
故答案为：ad；
（3）①从图上可见，在P₂时，随温度的升高CO的转化率越来越低，可见，升温时平衡向逆向移动，据勒夏特列原理，正反应放热，
故答案为：放热
②化学平衡常数只受温度的影响，该反应放热，温度越高平衡逆向移动，K值减小，
故答案为：K_A=K_B＞K_C．

点评：本题考查较为综合，涉及酸雨、热化学方程式和盖斯定律的计算应用、化学平衡图象等，题目难度中等，需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力，注意化学平衡图象分析方法三点一趋势．