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+8NH₃?7N₂+12H₂O可处理NO₂．当转移3.6mol电子时，生成的N₂在标准状况下是

23.52

L．
（2）已知：
反应1：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
反应2：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1
则反应3：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的△H=

-113

 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

abc

．
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1molO₂同时生成2molNO₂
（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

18.56

．
②列式并计算平衡常数K=

0.67L²?moL^-2

．
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

1mol?L^-1＜c（H₂）＜2mol?L^-1

．
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

分析：（1）由方程式可知，反应中NH₃→N₂氮元素化合价由-3价升高为0价，每转移24mol电子生成7mol氮气，据此计算转移3.6mol电子时，生成的N₂的物质的量，再根据V=nVm计算生成的氮气的体积．
（2）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，据此计算反应热．
（3）a．随反应进行，气体的物质的量减小，压强减小．
b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变．
c．随反应进行NO和O₂的物质的量之比发生变化．
d．每消耗1molO₂同时生成2molNO₂，都表示正反应速率．
（4）①计算各物质的物质的量，利用

.

M

=

m总

n总

计算．
②平衡常数k=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，将各物质的平衡浓度代入计算．
③若将容器体积压缩为1L，若平衡不移动氢气的浓度为2mol/L，反应为气体体积减小的反应，压强增大平衡向正反应移动，平衡移动降低氢气的浓度增大，但到达新平衡氢气的浓度比原平衡要的大．
④计算浓度商，由浓度商与平衡常数的大小，判断平衡移动．

解答：（1）由方程式可知，反应中NH₃→N₂氮元素化合价由-3价升高为0价，每转移24mol电子生成7mol氮气，转移3.6mol电子时，生成的N₂的物质的量为

3.6mol

24mol

×7mol=1.05mol，体积为1.05mol×22.4L/mol=23.52L．
故答案为：23.52．
（2）已知：反应1：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
反应2：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1
由盖斯定律可知，反应1-反应2×2得：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的△H=-196.6kJ?mol^-1-（=-41.8kJ?mol^-1）×2=-113kJ?mol^-1．
故答案为：-113．
（3）a．随反应进行，气体的物质的量减小，压强减小，体系压强保持不变，说明到达平衡状态，故a正确；
b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变，说明到达平衡状态，故b正确；
c．随反应进行NO和O₂的物质的量之比发生变化，NO和O₂的物质的量之比保持不变，说明到达平衡状态，故c正确；
d．每消耗1molO₂同时生成2molNO₂，都表示正反应速率，反应自始至终都按此比例进行，故d错误．
故选：abc．
（4）①由表中数据可知，各物质的平衡浓度：CO为0.9mol/L，H₂为1mol/L，CH₃OH为0.6mol/L．
则n（CO）=2L×0.9mol/L=1.8mol，n（H₂）=2L×1mol/L=2mol，n（CH₃OH）=2L×0.6mol/L=1.2mol，
混合气体的平均摩尔质量为

1.8mol×28g/mol+2mol×2g/mol+1.2mol×32g/mol

1.8mol+2mol+1.2mol

=18.56g/mol．
混合气体的平均相对分子质量为18.56．
故答案为：18.56．
②平衡常数k=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

0.6mol/L

0.9mol/L×(1mol/L)2

=0.67 L²?moL^-2．
故答案为；0.67 L²?moL^-2．
③若将容器体积压缩为1L，若平衡不移动氢气的浓度为2mol/L，反应为气体体积减小的反应，压强增大平衡向正反应移动，氢气浓度小于2mol/L，平衡移动降低氢气的浓度增大，但到达新平衡氢气的浓度比原平衡要的大，所以1 mol?L^-1＜c（H₂）＜2 mol?L^-1．
故答案为：1 mol?L^-1＜c（H₂）＜2 mol?L^-1．
④保持体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH，此时c′（CO）=0.9mol/L+

0.6mol

2L

=1.2mol/L
，c（H₂）=1mol/L，c′（CH₃OH）=0.6mol/L+

0.4mol

2L

=0.8mol/L，浓度商Qc=

0.8

1.2×12

=0.67，Qc等于平衡常数，处于平衡状态，此时v_正=v_逆．
故答案为：=．

点评：考查反应热计算、平衡状态判断、平衡移动、平衡常数与化学平衡计算等，难度中等，注意（4）中根据平衡常数与浓度商判断平衡移动．