Question

研究NO_2、SO_{2 、}CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为                                。
利用反应6NO₂＋ 8NH₃7N₂＋12 H₂O也可处理NO₂。当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是       L。
（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
则反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）的ΔH=            kJ·mol^-1。
一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列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．SO₃和NO的体积比保持不变         d．每消耗1 mol SO₃的同时生成1 molNO₂
该温度下，此反应的平衡常数表达式K=         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是                                    。

Answer 1

（16分）（除注明的3分外，其余每空2分，共16分）
（1）3NO₂＋H₂O=NO＋2HNO₃（3分）；6.72     
（2）－41.8；b；  K=c(SO₃).c(NO）/c(NO₂）.c(SO₂) （3分）
（3）< 在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。

试题分析：（1）NO₂用水吸收，反应方式为：3NO₂＋H₂O=NO＋2HNO₃；在6NO₂＋ 8NH₃7N₂＋12 H₂O反应中，NO₂ 化合价由+4→0，得到4e-，现在转移1.2mole-，即NO₂ 得到1.2mole-，所以n(NO₂ )=1.2mol/4=0.3mol，所以标况下V（NO₂）=0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
（2）反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）可以由已知方程式（①+②）/2得到，所以ΔH=（ΔH₁+ΔH₂）/2=-41.8kJ·mol；该反应前后气体系数不变，所以反应前后压强始终不变，压强不变不能判断达平衡，a错误；反应物NO₂ 呈红棕色，随着反应进行NO₂ 不断变化，颜色不断变化，当不变时，NO₂ 浓度不变可以说明达到平衡，b正确；生成物SO₃：NO始终等于1：1，所以体积比不随反应而改变，不能判定达平衡，c错误；每消耗1 mol SO₃的同时生成1 molNO₂ 都是逆反应速率，不能判定达平衡，d错误；所以应该选b。平衡常数表达式为K=c(SO₃).c(NO）/c(NO₂).c(SO₂)。
（3）由图像可知，压强相同时，温度越大，CO的平衡转化率越小，所以升温对正反应不利，正反应是个放热反应，ΔH<0；再由图像可知，当温度为250℃压强为1.3×10⁴kPa左右时，CO的平衡转化率已经很高，再增大压强，转化率增大不多，所以没必要再加压增大成本了。