Question

【題目】研究NO2、NO、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

(1)已知：CO可將部分氮的氧化物還原為N2。

反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ/mol

反應(yīng)Ⅱ：4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ/mol

則反應(yīng)NO2(g) + CO(g) CO2(g) + NO(g)的△H=_____________kJ/mol。

(2)溫度為T℃時，在一個容積為10L的恒容密閉容器中，充入1mol CO和0.5mol SO2發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)+ SO2(g) 2CO2(g)+S(g)。實驗測得生成的CO2的體積分數(shù)(ψ)隨著時間的變化曲線如圖所示：

①達到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為_____________。

②該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______________。

③其它條件保持不變，再向上述平衡體系中充入CO(g)、SO2(g)、CO2(g)、S(g)各0.2mol，此時v(正)_________v(逆)。(填＞、＜或＝)

(3)SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應(yīng)原理為：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H＜0。在催化劑作用下，NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示：

①圖中A點處NO的轉(zhuǎn)化率______(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率。

②B點之后，NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是_________(選填字母)。

A.平衡常數(shù)變大 B.副反應(yīng)增多

C.催化劑活性降低 D.反應(yīng)的活化能增大

(4)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=－198 kJ/mol是制備硫酸的重要反應(yīng)。在VL恒容密閉容器中充入2molSO2和1molO2，在不同條件下進行反應(yīng)，反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示。a和b平衡時，SO3體積分數(shù)較小的是_________(填“a”或“b”)。

Answer 1

【答案】-227 60% 3.375 ＞ 一定不是 BC b

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律計算解答；

(2)①圖象得到達到平衡狀態(tài)CO2體積分數(shù)（φ）0.4，結(jié)合三行計算列式計算得到平衡濃度，轉(zhuǎn)化率=×100%；

②化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此生成；

③計算此時的濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進行的方向；

(3)①圖象可知開始NO轉(zhuǎn)化率增大反應(yīng)正向進行，達到最大轉(zhuǎn)化率后，升溫NO轉(zhuǎn)化率減小，說明升溫平衡逆向進行，催化劑隨溫度升高NO轉(zhuǎn)化率先增大后減小是因為催化劑在溫度高的條件下催化活性減小；

②高于210℃左右時，NO轉(zhuǎn)化率降低是催化劑活性降低。

(4)實驗b恒容密閉容器中，到達平衡時總壓強變大，說明平衡逆向移動，而化學(xué)反應(yīng)速率變大，考慮到該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，可能是升高溫度所導(dǎo)致的。

(1)已知：CO可將部分氮的氧化物還原為N2。

反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ/mol

反應(yīng)Ⅱ：4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ/mol

蓋斯定律計算(反應(yīng)II反應(yīng)I)×得到反應(yīng)NO2(g) + CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=227kJ/mol；

(2)①圖象得到達到平衡狀態(tài)CO2體積分數(shù)(φ)0.4，設(shè)消耗二氧化硫物質(zhì)的量濃度x，結(jié)合三段式計算得到平衡濃度，

=0.4，x=0.03mol/L，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=60%；

②平衡常數(shù)K==3.375；

③其它條件保持不變，再向上述平衡體系中充入CO(g)、SO2(g)、CO2(g)、S(g)各0.2mol，

此時濃度商Qc==2.22＜K=3.375，反應(yīng)正向進行，故v(正)＞v(逆)；

(3)①催化劑隨溫度升高NO轉(zhuǎn)化率先增大后減小是因為催化劑在溫度高的條件下催化活性減小，在催化劑甲作用下，圖中M點處(對應(yīng)溫度為210℃)NO的轉(zhuǎn)化率一定不是該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率；

②高于210℃時，NO轉(zhuǎn)化率降低是催化劑活性降低，副反應(yīng)增多，故選BC；

(4)恒容密閉容器中，b到達平衡時總壓強變大，說明平衡逆向移動，而化學(xué)反應(yīng)速率變大，考慮到該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，可能是升高溫度所導(dǎo)致，a和b平衡時，SO3體積分數(shù)較大的是a， SO3體積分數(shù)較小的是b。