Question

NO₂与SO₂能发生反应:NO₂+SO₂SO₃+NO,某研究小组对此进行相关实验探究。

(1)已知：2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)   △H=-113.0 kJ• mol^-1

2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)      △H=-196. 6 kJ• mol^-1

则NO₂(g)+SO₂(g) SO₃(g)+N0(g)    △H= ________.

(2)实验中，尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收N0₂时，发生的反应为：

2NO₂+2OH^- =NO₂^- +NO₃^- +H₂O,反应中形成的化学键是________(填化学键的类型）；用NaOH溶液吸收少量SO₂的离子方程式为____________。

(3)在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n₀(NO₂) : n₀ (SO₂)] 进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同），测定NO₂的平衡转化率[a(NO₂)]。 部分实验结果如图所示:

①当容器内_______(填标号)不再随时间的变化而改变时，可以不断反应达到了化学平衡状态。

a.气体的压强

b.气体的平均摩尔质量

c.气体的密度

d.NO₂的体积分数

②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是________。

③若A点对应实验中，S0₂(g)的起始浓度为c₀ mol•L^-1 ，经过t min达到平衡状态，该时段化学反应速率 (N0₂)= _________mol•L^-1•min ^-1.

④图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td，通过计算判断：：Tc_____Td(填“＞”、“=”或“＜”）。

Answer

-41.8kJ/mol 共价键 SO2+2OH-=SO32-+H2O d 降低温度 c0/5t =

【解析】(1)由①2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=-113.0kJ•mol-1，②2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1，根据盖斯定律可知， 可得NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g），则△H==-41.8kJ•mol-1，即NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol-1；

(2)在离子反应2NO2+2OH- =NO2- +NO3- +H2O中NO2分子内的化学键存在键的断裂和形成，生成NO3- 时形成了共价键；用NaOH溶液吸收少量SO2生成Na2SO3的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O；

(3)①a.反应前后气体的总物质的量不变，体积不变，则气体的压强始终不变，无法判断是平衡状态，故a错误；b.气体的总质量和气体总物质的量始终不变，气体的平均摩尔质量始终是定值，无法判断是平衡状态，故b错误；c.气体的总质量和气体的体积始终不变，则气体的密度始终不变，无法判断是平衡状态，故c错误；d.NO2的体积分数不再随时间变化而变化，为平衡状态，故d正确；答案为d；

②在原料气配比不变的情况下，欲将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，NO2的转化率增大，说明平衡正向移动，可采取降温的措施来实施；

③ NO2+SO2SO3+NO

起始浓度(mol•L-1) 0.4c0 c0 0 0

变化浓度为 (mol•L-1) 0.4c0 ×0.5

经过t min达到平衡状态，该时段化学反应速率 (NO2)= mol•L-1•min -1=c0/5tmol•L-1•min -1；

③Tc点 NO2+SO2SO3+NO

起始物质的量(mol) n n 0 0

变化物质的量 (mol) 0.5n 0.5n 0.5n 0.5n

平衡物质的量 (mol) 0.5n 0.5n 0.5n 0.5n

此时平衡常数Kc==1；

Tc点 NO2+SO2SO3+NO

起始物质的量(mol) 3 n 2 n 0 0

变化物质的量 (mol) 1.2n 1.2n 1.2n 1.2n

平衡物质的量 (mol) 1.8n 0.8n 1.2n 1.2n

此时平衡常数Kd==1=Kc，因平衡常数只与温度有关，则Tc=Td。