Question

(14分)雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物（包括PM2.5在内）、氮氧化物（NOx）、CO、SO₂等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。

（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）     ΔH=－196.6 kJ·mol ^－1

2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）    ΔH=－113.0 kJ·mol^－1

则反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）ΔH=       kJ·mol^－1。

一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有            。

a．体系密度保持不变

b．混合气体颜色保持不变

c．SO₃和NO的体积比保持不变

d．每消耗1 mol SO₃的同时生成1 mol NO₂

测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1:5，则平衡常数K＝             。

（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是         。

（3）下图是一种用NH₃脱除烟气中NO的原理。

①该脱硝原理中，NO最终转化为H₂O和      （填化学式）。

②当消耗1 mol NH₃和0.5 molO₂时，除去的NO在标准状况下的体积为     L。

（4）NO直接催化分解（生成N₂和O₂）也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示，写出NO分解的化学方程式                。

Answer

（1）－41.8 b 1.8

（2）此压强下CO的转化率已较高，再增大压强转化率提高不大且会增加生产成本

（3）①N2 ②11.2 （4）3NO N2O+NO2

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律（①-②）/2,可得反应的△H=-41.8 kJ·mol－1；反应物和生成物均为气体，总质量一定，容器容积固定，混合气体的密度始终为定值，不能作为平衡的标志，SO3和NO的体积比为定值，不能作为平衡的标志，由“三段式” NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

初始量 a 2a 0 0

变化量 x x x x

平衡量 a-x 2a-x x x

（a-x）/（2a-x）=1:5,解得x=3a/4,K=3a/4×3a/4/a/4×5a/4=9/5=1.8;

(3)由脱硝原理确定从体系中分离出的为生成物，分别为N2和H2O;由电子得失相等计算：

O2～2O2-,得电子4mol，0.5mol氧气反应得到电子2mol； 2NO～N2失电子4mol，当失去电子2mol时，有0.5mol氮气生成 标况下体积是11.2L

（4）由图像达平衡时X、Y、Z的变化量之比为3：1：1，确定方程式为3NO N2O+NO2。

考点：化学平衡状态、平衡常数、