Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

I. 利用反應：6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O處理NO2。

II. 一定條件下NO2與SO2可發生反應：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0) 。

III. CO可用于合成甲醇，反應方程式為：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 。

（1）硫離子最外層電子的電子排布式為__________________，氨氣分子的電子式為___________，氨氣分子屬于___________分子（填“極性”或者“非極性”）。

（2）C、O、S、N這四種元素中屬于同周期元素的非金屬性由強到弱的順序為_______________，能證明其遞變規律的事實是（________）

a、最高價氧化物對應水化物的酸性 b、氣態氫化物的沸點

c、單質與氫氣反應的難易程度 d、其兩兩組合形成的化合物中元素的化合價

（3）對于I中的反應，120℃時，該反應在一容積為2L的容器內反應，20min時達到平衡，10min時電子轉移了1.2mol，則0～10min時，平均反應速率υ(NO2) =_______________。

（4）對于II中的反應，將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是_____________

a. 體系壓強保持不變 b. NO2濃度保持不變

c. NO2和SO3的體積比保持不變 d. 混合氣體的平均相對分子質量保持不變

（5）請寫出II中反應的平衡常數表達式K=_____________________________________。如果II中反應的平衡常數K值變大，該反應___________

a.一定向正反應方向移動 b. 平衡移動時，正反應速率先減小后增大

c.一定向逆反應方向移動 d. 平衡移動時，逆反應速率先增大后減小

（6）對于III中的反應，CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖示。實際生產條件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，簡述選擇此壓強的理由：____________________________。

Answer 1

【答案】 3s23p6 極性 O＞N＞C cd 0.015mol/(L·min) b c [SO3][NO]/[NO2] [SO2] a 250℃、1.3×104 kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失

【解析】試題分析：（1）硫離子最外層有8個電子，排布式在3s、3p軌道；氨氣分子中氮原子通過3個共價鍵與氫原子結合；氨氣分子中為極性共價鍵，空間構型為三角錐；（2）C、O、S、N這四種元素中，C、O、N為第三周期元素，N屬于第四周期元素；同周期元素的非金屬性從左到右依次增強；可以根據最高價氧化物的水化物酸性強弱、與氫氣化合的難易、氣態氫化物的穩定性判斷非金屬性；（3）6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O，電子轉移了1.2mol，消耗NO2 0.3mol，根據 計算速率；（4）根據平衡標志分析；（5）II中反應的平衡常數表達式K= ；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0)，正反應吸熱，平衡常數增大，說明溫度升高；（6）CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 250℃、1.3×104 kPa下，CO的轉化率已經很高；

解析：（1）硫離子最外層有8個電子，排布式在3s、3p軌道，硫離子最外層電子的電子排布式為3s23p6；氨氣分子中氮原子通過3個共價鍵與氫原子結合，氨分子的電子式是；氨氣分子中為極性共價鍵，空間構型為三角錐，所以氨分子是極性分子；（2）C、O、S、N這四種元素中，C、O、N為第三周期元素，N屬于第四周期元素；同周期元素的非金屬性從左到右依次增強，所以非金屬性O＞N＞C；a、氧元素沒有氧化物，故a錯誤； b、氣態氫化物的沸點，不能反映非金屬性強弱，故b錯誤； c、單質越易與氫氣反應，非金屬性越強，故c正確； d、其兩兩組合形成化合物時，非金屬性強的顯負價，故d正確，選cd；（3）6NO2 + 8NH37N2 + 12 H2O，電子轉移了1.2mol，消耗NO2 0.3mol， mol/(L·min)；（4）a. 反應前后氣體系數和不變，所以壓強是恒量，所以壓強保持不變，不一定達到平衡狀態，故a錯誤； b.根據化學平衡定義，NO2濃度保持不變一定達到平衡狀態，故b正確； c.設開始投料amol NO2與2amolSO2，反應消耗NO2的物質的量為xmol， NO2和SO3的體積比為 ，所以NO2和SO3的體積比是變量，體積比保持不變一定達到平衡，故c正確； d. 根據 ，混合氣體的平均相對分子質量是恒量，平均相對分子質量保持不變不一定達到平衡，故d錯誤，選bc；（5）II中反應的平衡常數表達式K= ；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) Q (Q＞0)，正反應吸熱，平衡常數增大，說明溫度升高；溫度升高時，平衡一定正向移動，故a正確；b. 溫度升高時，正反應速率先增大后減小，故b錯誤； c. 溫度升高時，一定向正反應方向移動，故c錯誤； d. 溫度升高，逆反應速率增大，故d錯誤。（6）CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) 250℃、1.3×104 kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，得不償失。