Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）利用以下反應(yīng)可處理NO₂：6NO₂+8NH₃

催化劑  .

△

7N₂+12H₂O△H＜0．請在答題卡的坐標(biāo)圖中，在圖中畫出上述反應(yīng)在有無催化劑和無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化的示意圖，并標(biāo)明反應(yīng)熱．
（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
寫出1mol SO₂與足量NO₂反應(yīng)轉(zhuǎn)變成SO₃（g）的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)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1mol SO₃的同時生成1mol NO₂
測得上述反應(yīng)平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=

 

（結(jié)果取三位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：

分析：（1）使用催化劑降低活化能，不影響反應(yīng)熱；
（2）利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱；
（3）利用蓋斯定律來計算反應(yīng)熱，利用化學(xué)平衡的特征“等”、“定”來判定化學(xué)平衡，利用三段法計算平衡時的濃度來計算化學(xué)平衡常數(shù)．

解答： 解：（1）使用催化劑降低活化能，不影響反應(yīng)熱，在有催化劑情況下反應(yīng)過程中體系能量變化曲線如圖：
，故答案為：；
（2）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
利用蓋斯定律將①×

1

2

-②×

1

2

得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（3）根據(jù)蓋斯定律，將第二個方程式顛倒過來，與第一個方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，故NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；本反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故體系的壓強保持不變，故a不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)；隨著反應(yīng)的進行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故b可以說明反應(yīng)已達平衡；SO₃和NO都是生成物，比例保持1：1，故c不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)；d中所述的兩個速率都是逆反應(yīng)速率，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)．
                    NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物質(zhì)的體積       1a       2a             0     0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積         x        x              x     x
平衡物質(zhì)的體積         1a-x     2a-x           x     x
則（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常數(shù)為=x²/（1a-x）（2a-x）=

8

3

，故答案為：b；2.67．

點評：該題將能量變化、化學(xué)平衡等知識柔和在一起進行考察，充分體現(xiàn)了高考的綜合性，看似綜合性較強的問題，只要細(xì)細(xì)分析，還是能各個突破的，難度不大．