Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
（1）利用反應：6NO₂＋8NH₃7N₂＋12H₂O可處理NO₂。當轉移1.2mol電子時，消耗的NO₂在標準狀況下的體積是       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
請寫出NO₂與SO₂反應生成SO₃(g)和NO的熱化學方程式                        。
②一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1:2置于密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是         。
a．體系壓強保持不變                    b．混合氣體顏色保持不變
c．SO₃和NO的體積比保持不變          d．每消耗1 mol SO₂的同時生成1 molNO₂
③測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1:6，則該反應的平衡常數K＝          。
（3）汽車尾氣中的一氧化碳可通過如下反應降低其濃度：CO(g)+1/2O₂(g)CO₂(g)。已知某溫度下，在兩個恒容密閉容器中進行該反應，容器中各物質的起始濃度及正、逆反應速率關系如下表所示。請用“＞”或“＜”或“＝”填寫表中的空格。

容器編號	c(CO)／mol·L–1	c(O2)／mol·L–1	c(CO2)／mol·L–1	υ(正)和υ(逆) 大小比較
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）

試題分析：（1）根據方程式6NO₂＋8NH₃7N₂＋12H₂O可知，NO₂中氮元素的化合價從＋4價降低到0價，得到4個電子，所以當轉移1.2mol電子時，消耗的NO₂的物質的量是1.2mol÷4＝0.3mol，則在標準狀況下的體積是0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。
（2）①已知反應①2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) ΔH＝?196.6 kJ·mol^–1，②2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)   ΔH＝?113.0 kJ·mol^–1，則根據蓋斯定律可知（①－②）÷2即得到反應NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)，所以該反應的反應熱△H＝(?196.6 kJ/mol＋113.0 kJ/mol)÷2＝－41.8kJ/mol。
②在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，據此可以解答。a、該反應前后體積不變，因此壓強始終是不變的，即體系壓強保持不變不能說明反應達到平衡狀態，a不正確；b、顏色的深淺與物質的濃度有關系，所以混合氣體顏色保持不變，說明NO₂的濃度不再發生變化，因此反應達到平衡狀態，b正確；C、SO₃和NO是生成物，二者的體積比之比始終是1:1,所以SO₃和NO的體積比保持不變不能說明反應達到平衡狀態，c不正確；d、每消耗1 mol SO₂的同時必然同時消耗1molNO2，而同時又生成1 molNO₂，這說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，d正確，答案選bd。
③              NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)
起始量（mol）   1       2          0       0
轉化量（mol）   x       x          x       x
平衡量（mol） 1－x     2－x        x       x
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1:6
則(1－x):( 2－x)＝1:6
解得x＝0.8
由于反應前后體積不變，所以可以用物質的量代替濃度表示平衡常數
該反應的平衡常數K＝＝＝。
（3）容器①中υ(正)＝υ(逆)，說明反應達到平衡狀態，則該反應的平衡常數K＝＝100。根據容器②中物質的濃度可知，此時＝25＜100，所以反應向正反應方向進行，則υ(正)＞υ(逆)。