Question

5．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，相應的化學方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．利用反應6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O也可以處理NO₂．當轉移1.2mol電子時，消耗的NO₂在標準狀況下是6.72L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol
則反應NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ/mol．
（3）如圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其中c容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO₂和O₂使三容器壓強相等，一定條件下發生2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的反應．問：
①起始a、c兩容器的反應速率大小關系為V_a=V_c；（填“＞”“＜”或“=”下同）
②反應一段時間后a、c中速率大小關系為V_a＜V_c；
③如起始在a、c兩容器中通入等量的He，則此時三容器起始壓強為P_a＞P_b=P_c；起始反應速率關系為V_a=V_b＞V_c．

Answer 1

分析 （1）NO₂與水反應生成硝酸和NO，6NO₂+8NH₃  $\frac{\underline{催化劑}}{△}$7N₂+12H₂O反應中，只有N元素化合價發生變化，分別由+4價、-3價變化為0價；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-196.6kj•mol^-1 ②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂=-113.0kJ•mol^-1，利用蓋斯定律將$\frac{①-②}{2}$可得反應熱；
（3）①起始時壓強相等，則反應物的濃度相等，反應速率相等；
②c為恒壓，c中壓強大于a，結合壓強對反應速率的影響判斷；
③如起始在a、c兩容器中通入同量的He，He不參加反應，c保持恒壓，則體積應增大，結合濃度的影響判斷反應速率．

解答 解：（1）NO₂與水反應生成硝酸和NO，反應的方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
6NO₂+8NH₃  $\frac{\underline{催化劑}}{△}$7N₂+12H₂O反應中，只有N元素化合價發生變化，分別由+4價、-3價變化為0價，由化合價變化可知當有6molNO₂參加反應時，轉移24mol電子，
則當轉移1.2mol電子時，消耗的NO₂的物質的量為0.3mol，在標準狀況下是0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；6.72；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-196.6kj•mol^-1 ②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂=-113.0kJ•mol^-1
則$\frac{①-②}{2}$可得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H₃=$\frac{-196.6kJ/mol+113.9kJ/mol}{2}$=-41.8kJ/mol，
故答案為：-41.8；
（3）①起始時壓強相等，則反應物的濃度相等，反應速率相等，故答案為：=；
②c為恒壓，c中壓強大于a，反應一段時間后a、c中速率大小關系為V_a＜V_c，故答案為：＜；
③如起始在a、c兩容器中通入同量的He，He不參加反應，c保持恒壓，則體積應增大，則此時三容器起始壓強為P_a＞P_b=P_c，反應速率V_a=V_b，由于c體積最大，濃度最小，則反應速率最小，三個容器中的氣體反應速率關系是V_a=V_b＞V_c，故答案為：＞；=；=；＞．

點評 本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應計算、物質的分類以及蓋斯定律的應用等知識，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，難度中等．