Question

Ⅰ．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+8NH₃

催化劑 .

△

7N₂+12H₂O可處理NO₂，當轉移1.2mol電子時，消耗的NO₂在標況下是

 

L．
（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
則反應NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于容積固定的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1mol SO₃的同時生成1mol NO₂
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積之比為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△H

 

0（填“＞”或“＜”）．實際生產條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是

 

．
Ⅱ．鎳及其化合物與生產、生活密切相關．
（4）鎳與CO反應，生成的Ni（CO）₄受熱易分解，化學反應方程式為Ni（s）+4CO（g）?（CO）₄（g）．吸煙時，煙草燃燒生成的CO吸入人體后會與血紅蛋白結合成穩定的物質，使血液的攜氧功能受到影響，同時煙草中少量Ni也與CO反應生成Ni（CO）₄進入血液，并不斷分解出Ni使人體重金屬中毒．從化學平衡的角度分析，促使Ni（CO）₄在血液中不斷分解的原因是

 

．
（5）混合動力車通常使用堿性鎳氫充放電池，其總反應為：H₂+2NiOOH

放電

充電

2Ni（OH）₂，混合動力車在剎車或下坡時，電池處于充電狀態，此時陽極的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡狀態的判斷,化學電源新型電池,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據化合價的變化結合方程式計算；
（2）利用蓋斯定律計算反應熱；當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，以此進行判斷；計算平衡時各物質的濃度，可計算平衡常數；
（3）由圖可知溫度越高，轉化率越小；根據壓強對化學反應速率以及化學平衡移動的影響知識結合實際生產過程來回答；
（4）依據血液中的血紅蛋白會與一氧化碳結合，從而促進Ni（CO）₄分解產生金屬鎳分析判斷；
（5）依據總反應，充電過程是電解過程，陽極是元素化合價降低失電子發生氧化反應，寫出電極反應．

解答： 解：（1）反應6NO₂+8NH₃

催化劑 .

△

7N₂+12H₂O，6NO₂中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO₂參加反應，轉移24mol電子，所以當轉移1.2mol電子時，消耗
NO₂0.3mol，體積為6.72L，
故答案為：6.72；
（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，
a．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態，故b正確；
c．SO₃和NO的計量數之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態，故c錯誤；
d．物質的量之比等于化學計量數之比，則每消耗1mol SO₃的同時生成1molNO₂，不能判斷是否達到平衡狀態，故d錯誤．
              NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質的體積 a         2a      0        0
轉化物質的體積 x         x       x        x
平衡物質的體積 a-x     2a-x      x        x
平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，
故平衡常數K=

c(SO3)?c(NO)

c(NO2)?c(SO2)

=

x2

(a-x)(2a-x)

=

8

3

=2.67，
故答案為：-41.8；b；2.67；
（3）由圖可知溫度越高，轉化率越小，則升高溫度平衡逆移，所以正方向為放熱方向，即△H＜0；根據CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系圖2，可以知道在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失；
（4）依據提示信息進入血液的Ni（CO）₄使人體重金屬中毒，可知血液中的血紅蛋白會與一氧化碳結合，從而促進Ni（CO）₄分解產生金屬鎳導致人體重金屬中毒；
故答案為：Ni（CO）₄進入血液后，一氧化碳和血紅蛋白結合，平衡逆向進行，使人體內Ni增多；
（5）由于混合動力車通常使用堿性鎳氫充放電池，氣總反應為：H₂+2NiOOH

放電

充電

2Ni（OH）₂，當混合動力車在剎車或下坡時，電池處于充電狀態，依據元素化合價變化和堿性電解質條件可知陽極電極反應為：Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O；
故答案為：Ni（OH）₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O．

點評：本題考查了蓋斯定律計算應用、化學平衡影響因素分析原理和方法應用、化學平衡常數的計算、電解原理分析，屬于綜合知識的考查，題目難度中等．