Question

(8分)2013年以来全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容。

（1）NO₂有较强的氧化性，能将SO₂氧化生成SO₃，本身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图所示：

则NO₂氧化SO₂的热化学方程式为      _____________________________ 。

（2）SO₂与O₂反应时的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。根据图示回答下列问题：

①压强：P_l        P₂(填“>”、“=”或“<”)。

②平衡常数：A点       B点(填“>”、“=”或“<”)。

③200℃下，将一定量的SO₂和O₂充人体积为1 L的密闭容器中，经10min后测得容器中各物质的物质的量如下表所示：

气体	SO2	O2	SO3
物质的量（mol）	1．6	1．8	0．4

10min内该反应的反应速率v(O₂)=    ；该反应达到化学平衡状态的标志是    。

a．SO₂和O₂的体积比保持不变     b．体系的压强保持不变

c．混合气体的密度保持不变      d．SO₂和SO₃物质的量之和保持不变

（3）用NH₃催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。

①写出氨气消除NO污染的化学方程式  ___________________________  ；

②若还原产物比氧化产物多0．5mol，则反应转移电子数为  ________  。

Answer

（1）NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH＝－41．8kJ/mol（1分）

（2）①＜（1分）②=（1分）③0．02mol/(L·min) （1分） ab（1分）

（3）①4NH3+6NO=5N2+6H2O（2分） ②6mol或6×6．02×1023（1分）

【解析】

试题分析：（1）根据图像1可得：①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6kJ•mol‾1，根据图像2可得：②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=－113.0kJ•mol‾1，根据盖斯定律：①×1/2—②×1/2得NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH=－41.8kJ•mol‾1；（2）①SO2与O2反应的反应为气体物质的量减小的反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大；由图像可知，压强为P2时二氧化硫平衡转化率较大，即压强：Pl ＜P2；②由图像可知，A、B两点温度相同，平衡常数的影响因素为温度，故平衡常数：A点=B点；③根据公式v=△n/V△t 代入题给数据计算v （SO3）=0.4mol/1L×10min=0．04mol/(L·min)，根据速率之比等于化学计量数之比得10min内该反应的反应速率v(O2)= 0．02mol/(L·min)；根据“变量不变，已达平衡”判断；a．分析题给数据知，随着反应的进行SO2和O2的体积比不断变化，当其保持不变时已达平衡，正确；b．随着反应的进行容器内气体的物质的量不断减小，体系的压强不断减小，当其保持不变时已达平衡，正确；c．等容条件下混合气体的密度为恒量，不能作平衡标志，错误；d．SO2和SO3物质的量之和始终为2mol，不能作平衡标志，错误，选ab。（3）①氨气与NO反应生成氮气和水，利用化合价升降法配平，化学方程式为4NH3+6NO=5N2+6H2O；②根据上述反应知，该反应转移的电子数为12e－，还原产物比氧化产物多1mol，若还原产物比氧化产物多0．5mol，则反应转移电子数为6mol或6×6．02×1023。

考点：考查热化学方程式的书写、盖斯定律，化学反应速率和化学平衡，氧化还原方程式的书写和计算。