Question

(14分) 研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)利用反应6NO₂＋8NH₃7N₂＋12H₂O可处理NO₂。当转移3.6mol电子时，生成的N₂在标准状况下是       L。
(2)已知：反应1：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)  ΔH =" —196.6" kJ·mol^-1
反应2：NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)  ΔH = —41.8kJ·mol^-1
则反3：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)的  ΔH =" _________" kJ·mol^-1
(3) 一定条件下，将2molNO与2molO₂置于恒容密闭容器中发生上述反应3，下列各项能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系压强保持不变                  b．混合气体颜色保持不变
c．NO和O₂的物质的量之比保持不变     d．每消耗1 molO₂同时生成2 molNO₂
(4)CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H₂，发生反应CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g），达平衡后测得各组分浓度如下：

物质	CO	H2	CH3OH
浓度(mol?L—1)	0.9	1.0	0.6

①混合气体的平均相对分子质量__________________________。
②列式并计算平衡常数K=__________________________。
③若将容器体积压缩为1L,不经计算，预测新平衡中c(H₂)的取值范围是__________。
④若保持体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH,此时v_正___v_逆(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

（14分）(1) 23.52（2分）     (2)-113（2分）   (3)abc（2分）
(4)①18.56（2分）   ②0.6/(0.9×1.0²)="2/3" L²? moL^—2 (或0.67 L²? moL^—2)    （2分） 
③1 mol?L^—1<c(H₂)<2 mol?L^—1（2分） ④=（2分）

（1）根据反应式可知，NO₂是氧化剂，氮元素的化合价从＋4价降低到0价，得到4个电子，则生成7mol氮气，转移24mol电子。因此当转移3.6mol电子时，生成的N₂是7×3.6mol÷24＝1.05mol，则在标准状况下的体积是1.05mol×22.4L/mol＝23.52L。
（2）考查盖斯定律的应用。根据盖斯定律可知，①－②×2即得到反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，所以该反应热△H＝—196.6 kJ·mol^-1＋41.8kJ·mol^-1×2＝－113kJ/mol。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。颜色深浅和浓度有关系，所以b正确。反应是体积减小的，所以压强也是减小的，则a可以说明；NO和O₂的物质的量之比保持不变，即说明物质的含量不再发生变化，c正确；d中反应速率的方向是相同的，速率之比是相应的化学计量数之比，因此d中的关系始终是成立，不正确，答案选abc。
（4）①平衡时CO、氢气和甲醇的物质的量分别是1.8mol、2.0mol和1.2mol，所以混合气体的平均相对分子质量是。
②平衡常数K＝
③正反应是体积减小的，所以增大压强，平衡向正反应方向进行，则根据勒夏特列原理可知，平衡时氢气的浓度一定是1 mol?L^—1<c(H₂)<2 mol?L^—1。
④若保持体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH,，则此时，所以是平衡状态，则正反应速率等于逆反应速率。