Question

研究CO、NO2、SO2等大气污染气体的处理具有重要意义．（1）CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2

研究CO、NO2、SO2等大气污染气体的处理具有重要意义．（1）CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．在一定条件下将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中发生反应，5分钟后测得c（CO）=0.2mol/L，计算此段时间的反应速率v（H2）=______ mol/（L?min）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．该反应△H______0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此条件的理由是______．（2）已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol-12NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1则反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g） 的△H=______kJ?mol-1．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于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是______（填序号）．a．体系压强保持不变 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1mol NO2的同时生成1mol SO3当测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1：6，请列式计算反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的平衡常数K．

Answer 1

（1）CO浓度变化量为

2mol

2L

-0.2mol/L=0.8mol/L，故v（CO）=

0.8mol/L

5min

=0.16mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（H₂）=2v（CO）=2×0.16mol/（L?min）=0.32mol/（L?min）；图象可知，温度升高CO的转化率减小，说明温度升高平衡左移，所以正向是放热反应，即△H＜0；由图象可知：在250℃、1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高．增加压强，CO的转化率提高不大，而生产成本却会显著增加，所以实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右；
故答案为：0.32；＜；在250℃、1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高．增加压强，CO的转化率提高不大，而生产成本却会显著增加；
（2）（1）由①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知，

①?②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
则△H=

?196.6kJ/mol?(?113.0kJ/mol)

2

=-41.8kJ?mol^-1；
a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO₃和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂，不能判断是否达到平衡状态，故d错误；
设起始时：c（NO₂）为1mol/L，c（SO₂）为2mol/L；平衡时：c（SO₃）为xmol/L
                 NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始浓度（mol/L）：1        2
平衡浓度（mol/L）：1-x      2-x       x       x
据题意：

1?x

2?x

＝

1

6

   解得：x=0.8
则K=

c(SO3)?c(NO)

c(NO2)?c(SO2)

=

0.8×0.8

0.2×1.2

=

8

3

≈2.67；
故答案为：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；b；2.67．