Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）NO2可用水吸收，相應的化學反應方程式為____________________________________。利用反應6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可處理NO2。當轉移1.2 mol電子時，消耗的NO2在標準狀況下是________L。

（2）已知反應NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8kJ·mol－1。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，測得上述反應平衡時NO2與SO2的體積比為1∶6，則平衡常數K＝________。

（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。該反應ΔH_____0(填“＞”或“＜”)。實際生產條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強的理由是_______________________。

Answer 1

【答案】 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 6.72 2.67或 ＜ 在1.3×104 kPa下，CO轉化率已較高，再增大壓強，CO轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失

【解析】(1)NO2與H2O反應的方程式為：3NO2+H2O═2HNO3+NO；6NO2+8NH3═7N2+12H2O，當反應中有1 mol NO2參加反應時，共轉移了4 mol電子，故轉移1.2mol電子時，消耗的NO2為：1.2÷4×22.4L=6.72L；

(2)設加入的二氧化氮的物質的量為a，則二氧化硫的為2a，
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始時(mol)1a 2a0 0
轉化時(mol)x xx x
平衡時(mol)a-x2a-x xx
則(a-x)︰(2a-x)=1︰6，x=，則平衡時，c( NO2)= mol/L=mol/L，c(SO2)= mol/L=mol/L，c(SO3)=c(NO)= mol/L，
則該反應的平衡常數為：K==。

(3)由圖可知，溫度升高，CO的轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，△H＜0；壓強大，有利于加快反應速率，有利于使平衡正向移動，但壓強過大，需要的動力大，對設備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因為在250℃、壓強為1.3×104 kPa時，CO的轉化率已較大，再增大壓強，CO的轉化率變化不大，沒有必要再增大壓強。