Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)，NOx和SO2是霧霾的主要成分。

（一）NOx主要來源于汽車尾氣。

已知：N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H＝＋180.50 kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） △H＝－566.00kJ·mol－1

（1）為了減輕大氣污染，人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________。

（2）T℃時，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過程（0－15min）中NO的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。

①T℃時該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_________；平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，平衡將_______移動。（填“向左”、“向右”或“不”）

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時，達(dá)到平衡過程中n（NO）的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是__________。（填“a”或“b”）

③15min時，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n（NO）發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是____________。

（二）SO2主要來源于煤的燃燒。燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。

（3）用純堿溶液吸收SO2可將其轉(zhuǎn)化為HSO3-。該反應(yīng)的離子方程式是_____________。

（4）如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-。

①寫出物質(zhì)A的化學(xué)式_____________，陽極的電極反應(yīng)式是____________Cl。

②該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

Answer 1

【答案】（1）2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g） △H =-746.50 kJ·mol－1

（2）①5(mol/L)－1 向右

②b ③增加CO的物質(zhì)的量濃度或增大壓強

（3）H2O+2SO2+CO32-＝2HSO3－+CO2↑

（4）①H2SO4 SO2+2H2O-2e－＝SO42-+4H+

②5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4

【解析】

試題分析：（1）已知：① N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H＝＋180.50 kJ·mol－1

② 2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） △H＝－566.00kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律：②－①得到2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g） △H =-746.50 kJ·mol－1；

（2）①起始時，NO為0.4mol，平衡時NO為0.2mol，則

2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g）

起始物質(zhì)的量：0.4mol 0.4mol 0 0

轉(zhuǎn)化的物質(zhì)量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡物質(zhì)的量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

則平衡時的濃度：c（NO）=0.1mol/L，c（CO）=0.1mol/L，c（CO2）=0.1mol/L，c（N2）=0.05mol/L，

所以平衡常數(shù)K＝=5（mol/L）-1；

平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，則c（CO）=0.5mol/L，c（N2）=0.45mol/L，

Qc＝＝1.8＜5，則平衡將向右移動；

②催化劑表面積較大，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡所用時間短，由圖可知，b曲線代表的條件下反應(yīng)速率快，所以b的催化劑的表面積大；

③由圖像可知，NO的濃度減小，平衡向正方向移動，所以改變的條件為增加CO的物質(zhì)的量濃度或增大壓強；

（3）碳酸鈉溶液與SO2反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳，其反應(yīng)的離子方程式為H2O+2SO2+CO32-＝2HSO3－+CO2↑；

（4）電解裝罝可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-，則電解方程式為5SO2 + 2NO + 8H2O (NH4)2SO4 + 4H2SO4，則

①由電解方程式可知，物質(zhì)A為硫酸，其的化學(xué)式H2SO4； 電解時，陽極上二氧化硫失電子生成硫酸根離子，則陽極的電極反應(yīng)式是SO2+2H2O-2e－＝SO42-+4H+；

②根據(jù)以上分析可知該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為5SO2 + 2NO + 8H2O ( NH4)2SO4 + 4H2SO4。