Question

【題目】NO2與SO2能發生反應:NO2+SO2SO3+NO,某研究小組對此進行相關實驗探究。

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

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-196. 6 kJ mol-1

則NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+N0(g) △H= ________.

(2)實驗中，尾氣可以用堿溶液吸收。NaOH溶液吸收N02時，發生的反應為：

2NO2+2OH- =NO2- +NO3- +H2O,反應中形成的化學鍵是________(填化學鍵的類型）；用NaOH溶液吸收少量SO2的離子方程式為____________。

(3)在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變原料氣配比[n0(NO2) : n0 (SO2)] 進行多組實驗(各次實驗的溫度可能相同，也可能不同），測定NO2的平衡轉化率[a(NO2)]。 部分實驗結果如圖所示:

①當容器內_______(填標號)不再隨時間的變化而改變時，可以不斷反應達到了化學平衡狀態。

a.氣體的壓強

b.氣體的平均摩爾質量

c.氣體的密度

d.NO2的體積分數

②如果要將圖中C點的平衡狀態改變為B點的平衡狀態，應采取的措施是________。

③若A點對應實驗中，S02(g)的起始濃度為c0 molL-1 ，經過t min達到平衡狀態，該時段化學反應速率 (N02)= _________molL-1min -1.

④圖中C、D兩點對應的實驗溫度分別為Tc和Td，通過計算判斷：：Tc_____Td(填“＞”、“=”或“＜”）。

Answer 1

【答案】 -41.8kJ/mol 共價鍵 SO2+2OH-=SO32-+H2O d 降低溫度 c0/5t =

【解析】(1)由①2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H=-113.0kJmol-1，②2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=-196.6kJmol-1，根據蓋斯定律可知， 可得NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g），則△H==-41.8kJmol-1，即NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJmol-1；

(2)在離子反應2NO2+2OH- =NO2- +NO3- +H2O中NO2分子內的化學鍵存在鍵的斷裂和形成，生成NO3- 時形成了共價鍵；用NaOH溶液吸收少量SO2生成Na2SO3的離子方程式為SO2+2OH-=SO32-+H2O；

(3)①a.反應前后氣體的總物質的量不變，體積不變，則氣體的壓強始終不變，無法判斷是平衡狀態，故a錯誤；b.氣體的總質量和氣體總物質的量始終不變，氣體的平均摩爾質量始終是定值，無法判斷是平衡狀態，故b錯誤；c.氣體的總質量和氣體的體積始終不變，則氣體的密度始終不變，無法判斷是平衡狀態，故c錯誤；d.NO2的體積分數不再隨時間變化而變化，為平衡狀態，故d正確；答案為d；

②在原料氣配比不變的情況下，欲將圖中C點的平衡狀態改變為B點的平衡狀態，NO2的轉化率增大，說明平衡正向移動，可采取降溫的措施來實施；

③ NO2+SO2SO3+NO

起始濃度(molL-1) 0.4c0 c0 0 0

變化濃度為 (molL-1) 0.4c0 ×0.5

經過t min達到平衡狀態，該時段化學反應速率 (NO2)= molL-1min -1=c0/5tmolL-1min -1；

③Tc點 NO2+SO2SO3+NO

起始物質的量(mol) n n 0 0

變化物質的量 (mol) 0.5n 0.5n 0.5n 0.5n

平衡物質的量 (mol) 0.5n 0.5n 0.5n 0.5n

此時平衡常數Kc==1；

Tc點 NO2+SO2SO3+NO

起始物質的量(mol) 3 n 2 n 0 0

變化物質的量 (mol) 1.2n 1.2n 1.2n 1.2n

平衡物質的量 (mol) 1.8n 0.8n 1.2n 1.2n

此時平衡常數Kd==1=Kc，因平衡常數只與溫度有關，則Tc=Td。