Question

研究NO₂、SO₂、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

3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO

．利用反应6NO₂+8NH₃

催化剂

加热

7N₂+12H₂O也可处理NO₂．当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是

6.72

L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

-41.8

kJ?mol^-1．
 一定条件下，将NO₂与SO₂以物质的量比1：2置于密闭容器中发生上述反应，当反应达到平衡状态时，测得NO₂与SO₂物质的量比为1：6，则平衡常数K=

8

3

．
（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△H

＜

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

在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失

．

Answer 1

分析：（1）根据物质与水的反应物与生成物来书写化学反应方程式，再利用氧化还原反应中电子转移计算，然后计算标准状况下气体的体积；
（2）利用盖斯定律来计算反应热，利用三段法计算平衡时的浓度来计算化学平衡常数；
（3）利用化学平衡的影响因素和工业生产的关系来分析．

解答：解：（1）NO₂与H₂O反应的方程式为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；6NO₂+8NH₃═7N₂+12H₂O，当反应中有1 mol NO₂参加反应时，共转移了4 mol电子，故转移1.2mol电子时，消耗的NO₂为1.2÷4×22.4L=6.72L．
（2）根据盖斯定律，将第二个方程式颠倒过来，与第一个方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，故NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；
设加入的二氧化氮的物质的量为a，则二氧化硫的为2a，
                    NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物质的量      1a       2a         0     0
转化物质的量         x        x         x     x
平衡物质的量        a-x     2a-x        x     x
则（a-x）：（2a-x）=1：6，x=

4a

5

，则平衡时，C（ NO₂）=

a-x

V

mol/L=

a

5V

mol/L，C（SO₂）=

2a-x

V

mol/L=

6a

5V

mol/L
C（SO₃）=C（NO）=

4a

5V

mol/L，平衡常数K=

4a 5V . 4a 5V

a 5V ? 6a 5V

=

8

3

，故答案为：

8

3

；
（3）由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件．因为在250℃、压强为1.3×10⁴ kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强．
故答案为：＜，在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失．

点评：该题将元素化合物与能量变化、化学平衡等知识柔和在一起进行考察，充分体现了高考的综合性，第（3）容易出错，需认真分析图象，注意图象的变化趋势及纵横坐标的含义，从而得出正确结论．