Question

已知NO₂与以SO₂能发生反应：NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)+NO(g)。

（1）上述反应涉及的四种氧化物中，_________（填化学式）属于酸性氧化物。

（2）已知：2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g）△H₁＝-113.0kJ·mol^-1

2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g）△H₂＝-196.6kJ·mol^-1

则NO₂(g)+SO₂(g）SO₃(g)+NO(g）△H=__________

（3）在一恒容密闭容器中，改变原料气配比[n₀(NO₂):n₀(SO₂)]进行多组实验（每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____（填字母）不再随时间的变化而改变时，可以判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 若A点对应的实验中，SO₂(g)的起始浓度为c₀mol/L，经过t min后反应达到平衡，则反应从起始至t min 内的化学反应速率v(NO₂)=_____mol/(L·min)。

③ 若要使图中C点的平衡状态变为B 点的平衡状态，则应采取的措施是_________，若要使图中A点的平衡状态变为B 点的平衡状态，则应采取的措施是___________。

（4）将NO₂与SO₂的混合气体[n₀(NO₂):n₀(SO₂)=1]通入2mL0.1mol/L氯化钡溶液中，只生成一种白色沉淀物M，M的化学式为_______，当溶液中的Ba²⁺恰好完全沉淀（Ba²⁺的浓度等于1.0×10^-5mol/L），通入的混合气体在标准状况下的体积约为______L。（M的Kap=1.0×10^-9)

Answer

SO3、SO2 -41.8KJ/mol d c0/5t 将NO2和SO2的物质的量之比调节为1:1 将NO2和SO2物质的量之比调节为1:1的同时降低温度 BaSO4 8.96×10-3

【解析】（1）本题考查物质的分类，酸性氧化物是与水反应生成相应的酸，且化合价不变化，或与碱反应生成盐和水， NO2与水反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，存在化合价变化，因此NO2不属于酸性氧化物，NO是不成盐氧化物，因此属于酸性氧化物的是SO2、SO3；（2）考查热化学反应方程式的计算，①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g），②2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g），(②－①)/2得出：△H=(－196.6＋113.0)/2kJ·mol－1=－41.8kJ·mol－1；（3）本题考查化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断、影响化学平衡移动的因素，①a、因为前后气体系数之和相等，因此压强不变，不能说明反应达到平衡，故a错误；b、根据M=m/n，组分都是气体，因此气体质量不变，反应前后气体系数之和相等，因此气体物质的量不变，即M不变，不能说明反应达到平衡，故b错误；c、根据ρ=m/V，组分都是气体，气体的质量不变，容器是恒容状态V不变，因此密度不变，不能说明反应达到平衡，故c错误；d、根据化学平衡状态的定义，当组分的浓度或体积分数不变，说明反应达到平衡，故d正确；②A点对应的n(NO2)/n(SO2)=0.4，起始时c(SO2)=c0mol·L－1，因为容器的体积不变，因此起始时c(NO2)=0.4c0mol·L－1，A点对应的NO2的转化率为50%，因此消耗的NO2的浓度为0.4c0×50%mol·L－1，依据化学反应速率的数学表达式，v(NO2)=0.4c0×50%/tmol/(L·min)=0.2c0/t mol/(L·min)或c0/5tmol/(L·min)；③C点对应n(NO2)/n(SO2)=1.5，B点对应n(NO2)/n(SO2)=1，C点转化成B点，在C点增加SO2，调节到n(NO2)/n(SO2)=1，NO2的转化率增加，即C点的平衡状态变为B点平衡状态；A点对应n(NO2)/n(SO2)=0.4，A点转化成B点，需要减少SO2，达到n(NO2)/n(SO2)=1，此时平衡向逆反应方向进行，NO2的转化率降低，但维持NO2的转化率不变，因为正反应是放热反应，因此需要同时降低温度；（4）考查溶度积的计算，NO2与水反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，SO2具有还原性，因此有2H2O＋2HNO3＋3SO2=3H2SO4＋2NO，然后发生BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HCl，因此沉淀M是BaSO4，根据溶度积，求出溶液中c(SO42－)，即c(SO42－)=Ksp/c(Ba2＋)=1.0×10－9/1×10－5mol·L－1=1×10－4mol·L－1，因此溶液中n(SO42－)=2×10－3×10－4mol·L－1=2×10－7mol·L－1，Ba2＋全部转化成沉淀，则BaSO4的物质的量为2×10－3×0.1mol=2×10－4mol，根据硫元素守恒，即SO2的物质的量为(2×10－4+2×10－7)mol≈2×10－4mol，n(NO2)/n(SO2)=1，则n(NO2)= 2×10－4mol，气体总物质的量为4×10 －3mol，气体体积为8.96×10－3L。

点睛：本题易错点是问题（3）中③的第二空，对比A点和B点的n(NO2)/n(SO2)，A点→B点，应减少SO2，使n(NO2)/n(SO2)=1，使平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率降低，维持NO2的转化率不变，因为正反应是放热反应，需要让平衡向正反应方向进行，因此需要同时降低温度。