Question

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1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下的体积是       L。
（2）①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
请写出NO₂与SO₂反应生成SO₃(g)和NO的热化学方程式                        。
②一定条件下，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 SO₂的同时生成1 molNO₂
③测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1:6，则该反应的平衡常数K＝          。
（3）汽车尾气中的一氧化碳可通过如下反应降低其浓度：CO(g)+1/2O₂(g)CO₂(g)。已知某温度下，在两个恒容密闭容器中进行该反应，容器中各物质的起始浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请用“＞”或“＜”或“＝”填写表中的空格。

容器编号	c(CO)／mol·L–1	c(O2)／mol·L–1	c(CO2)／mol·L–1	υ(正)和υ(逆) 大小比较
①	2.0×10–4	4.0×10–4	4.0×10–4	υ(正)＝υ(逆)
②	1.0×10–3	4.0×10–4	5.0×10–4	υ(正)    υ(逆)

 

Answer 1

（1）6.72L（2分）
（2）①NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8kJ/mol（2分）②bd（2分）
③（2分） （3）＞（2分）

试题分析：（1）根据方程式6NO₂＋8NH₃7N₂＋12H₂O可知，NO₂中氮元素的化合价从＋4价降低到0价，得到4个电子，所以当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂的物质的量是1.2mol÷4＝0.3mol，则在标准状况下的体积是0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。
（2）①已知反应①2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) ΔH＝?196.6 kJ·mol^–1，②2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)   ΔH＝?113.0 kJ·mol^–1，则根据盖斯定律可知（①－②）÷2即得到反应NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)，所以该反应的反应热△H＝(?196.6 kJ/mol＋113.0 kJ/mol)÷2＝－41.8kJ/mol。
②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，据此可以解答。a、该反应前后体积不变，因此压强始终是不变的，即体系压强保持不变不能说明反应达到平衡状态，a不正确；b、颜色的深浅与物质的浓度有关系，所以混合气体颜色保持不变，说明NO₂的浓度不再发生变化，因此反应达到平衡状态，b正确；C、SO₃和NO是生成物，二者的体积比之比始终是1:1,所以SO₃和NO的体积比保持不变不能说明反应达到平衡状态，c不正确；d、每消耗1 mol SO₂的同时必然同时消耗1molNO2，而同时又生成1 molNO₂，这说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确，答案选bd。
③              NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)
起始量（mol）   1       2          0       0
转化量（mol）   x       x          x       x
平衡量（mol） 1－x     2－x        x       x
测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1:6
则(1－x):( 2－x)＝1:6
解得x＝0.8
由于反应前后体积不变，所以可以用物质的量代替浓度表示平衡常数
该反应的平衡常数K＝＝＝。
（3）容器①中υ(正)＝υ(逆)，说明反应达到平衡状态，则该反应的平衡常数K＝＝100。根据容器②中物质的浓度可知，此时＝25＜100，所以反应向正反应方向进行，则υ(正)＞υ(逆)。