Question

研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

(1)已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)

ΔH＝－196.6 kJ/mol

2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH＝－113.0 kJ/mol

則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________ kJ/mol。

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(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

a．體系壓強(qiáng)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 SO3的同時生成1 mol 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＝________。

(2)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。該反應(yīng)ΔH________0(填“>”或“<”)。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是_____________________。

Answer 1

解析：(1)設(shè)所給的兩個反應(yīng)方程式分別標(biāo)注為

2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1＝－196.6 kJ/mol、2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　ΔH2＝－113.0 kJ/mol，所求總反應(yīng)方程式的ΔH為ΔH3，ΔH3＝＝＝－41.8 kJ/mol。

第2問，由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，故體系的壓強(qiáng)始終保持不變，故不能以壓強(qiáng)不變作為判斷標(biāo)志，a錯誤；SO3與NO的體積比始終保持1∶1，C錯誤；根據(jù)“異方向，量相當(dāng)”的原理可知d錯誤。

設(shè)NO2和SO2的起始加入量分別為1 mol和2 mol，容器體積為V。則有：(設(shè)NO2的轉(zhuǎn)化量為x)

NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)

起始量(mol)　　1　　　　2　　　　 0　　　　0

轉(zhuǎn)化量(mol)  x  x  x  x

平衡量(mol)  1－x  2－x  x  x

據(jù)題意有＝，則x＝0.8 mol，

平衡常數(shù)K＝＝或2.67。

(2)從圖像來看，隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率變小，故ΔH<0，綜合溫度、壓強(qiáng)對CO轉(zhuǎn)化率的影響來看，在題給壓強(qiáng)下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大。

答案：(1)－41.8　b　2.67或

(2)<　在1.3×104 kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大，同時生產(chǎn)成本增加，得不償失