Question

【題目】NOx、SO2的處理轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要意義。

(1) 利用反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，可實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾氣的無(wú)害化處理。一定條件下進(jìn)行該反應(yīng)，測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m＝]的關(guān)系如圖1所示。

①該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。

②下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。

A. 當(dāng)體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 投料比：m1＞m2＞m3

C. 當(dāng)投料比m＝2時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率是CO轉(zhuǎn)化率的2倍

D. 汽車(chē)排氣管中的催化劑可提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率

③隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因?yàn)?/span>________。

(2) 若反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反應(yīng)速率可表示為v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)；v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，僅與溫度有關(guān)。一定溫度下，在體積為1 L的容器中加入2 mol NO和2 mol CO發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得CO和CO2物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖2所示，則a點(diǎn)時(shí)v正∶v逆＝________。

(3) 工業(yè)生產(chǎn)排放的煙氣中同時(shí)存在SO2、NOx和CO，利用它們的相互作用可將SO2、NOx還原成無(wú)害物質(zhì)，一定條件下得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖3為298 K各氣體分壓(氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與總壓的乘積)與CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，圖4為CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)，各氣體分壓與溫度的關(guān)系。

下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。

A．不同溫度下脫硝的產(chǎn)物為N2，脫硫的產(chǎn)物可能有多種

B．溫度越高脫硫脫硝的效果越好

C．NOx比SO2更易被CO還原

D．體系中可能發(fā)生反應(yīng)：2COSS2＋2CO；4CO2＋S24CO＋2SO2

(4) NH3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝除技術(shù)。用活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO還原成N2的一種反應(yīng)歷程如圖5所示，則總反應(yīng)方程式為________。

(5) 用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如圖6所示，則陰極的電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】< AB 溫度較高時(shí)，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響 160 ACD 4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O 2SO32－＋4H＋＋2e－===S2O42－＋2H2O

【解析】

(1)①結(jié)合圖1所示溫度對(duì)一氧化碳轉(zhuǎn)化率的影響分析判斷該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱還是吸熱；

②A．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系內(nèi)各組分的含量保持不變；

B．結(jié)合圖1，控制變量法分析，投料比的大�。�

C．m＝，根據(jù)比例關(guān)系，結(jié)合方程式分析判斷；

D．催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)；

③溫度和濃度都是影響平衡移動(dòng)的外界因素；

(2) 結(jié)合圖2，a點(diǎn)時(shí)c(CO2)= c (CO)，結(jié)合三段式，根據(jù)公式計(jì)算；

(3) A．根據(jù)圖4中含氮元素、硫元素的物質(zhì)種類分析；

B．根據(jù)圖4二氧化硫的曲線升高分析；

C．根據(jù)圖3中曲線斜率大小分析；

D．根據(jù)圖4 COS曲線隨溫度變化，分析體系中可能發(fā)生反應(yīng)；

(4)用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結(jié)合反應(yīng)歷程圖可知反應(yīng)物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應(yīng)方程式；

(5)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子。

(1)①根據(jù)圖1所示，溫度升高，一氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0；

②A．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系內(nèi)各組分的含量保持不變，比值不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，故A正確；

B．結(jié)合圖1，相同溫度下，按m1投料比時(shí)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最大，即一氧化氮的投入量越多，比值越大，則m1＞m2＞m3；

C．根據(jù)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，按=1投料平衡時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率和CO轉(zhuǎn)化率相等，當(dāng)投料比m＝2時(shí)，=2， 可看做在1:1投料的基礎(chǔ)上增加NO的投料，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，NO轉(zhuǎn)化率減小，故C錯(cuò)誤；

D．催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)，NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤；

答案選AB；

③溫度較低時(shí)，反應(yīng)物的投料比(反應(yīng)物的濃度)是影響平衡移動(dòng)的主要因素；該可逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度較高時(shí)，反應(yīng)逆向進(jìn)行的趨勢(shì)增大，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響，不論以何種投料比，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率都減小；

(2)由圖2a點(diǎn)可得，c(CO2)=c(CO)，設(shè)反應(yīng)進(jìn)行到a點(diǎn)時(shí)，c(CO2)=c(CO)=x，列“三段式”：

x=1，=2 K正

K正==80，則=2 K正=2×80=160；

(3) A．根據(jù)圖4中隨著溫度升高，含氮元素的物質(zhì)只有N2，則脫硝的產(chǎn)物為N2，隨著溫度的升高，含硫元素的物質(zhì)COS或S2，則脫硫的產(chǎn)物隨溫度變化可能有多種，故A正確；

B．根據(jù)圖4，溫度升高，二氧化硫的曲線上升，二氧化硫分壓增大，則脫硫效率降低，故B錯(cuò)誤；

C．根據(jù)圖3，隨CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，還原NOx生成N2曲線斜率變化較小，而還原SO2需要CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)較大時(shí)才能將SO2從煙氣中分離，說(shuō)明CO更易于NOx反應(yīng)，則NOx比SO2更易被CO還原，故C正確；

D．根據(jù)圖4，COS分壓曲線隨溫度升高減小，CO、S2分壓增大，可能發(fā)生反應(yīng)2COSS2＋2CO，繼續(xù)升高溫度，CO2、S2分壓減小，CO分壓增大，可能發(fā)生反應(yīng)4CO2＋S24CO＋2SO2，故D正確；

答案選ACD；

(4) 用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結(jié)合反應(yīng)歷程圖可知反應(yīng)物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應(yīng)方程式為4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O；

(5) 陰極發(fā)生還原反應(yīng)，是亞硫酸根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子，電極反應(yīng)式為：2SO32－＋4H＋＋2e－=S2O42－＋2H2O。