Question

【題目】SO2、NO是大氣污染物，NH4NO3、H2SO4等是水體污染物，有效去除這些污染物是一項(xiàng)重要課題。

(1) NO、SO2可以先氧化，后用堿吸收。其氧化過(guò)程的反應(yīng)原理如下：

NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)；ΔH1＝－200.9 kJ·mol－1

SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)；ΔH2＝－241.6 kJ·mol－1

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH3＝－196.6 kJ·mol－1

則反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)的ΔH= ________kJ·mol－1。

(2) 土壤中的硫循環(huán)如圖所示，土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過(guò)程Ⅰ中會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸，該過(guò)程發(fā)生的化學(xué)方程式為________；某種反硫化細(xì)菌在過(guò)程Ⅱ中需要有乳酸參與反應(yīng)消耗硫酸，生成H2S并伴有熱量放出，那么乳酸除在反應(yīng)中作還原劑外，還存在另一作用并解釋原因：________。

(3) 電解法除去工業(yè)廢水中的硝酸銨的裝置示意圖如圖所示，陰極電極反應(yīng)式為_______。

(4) 向恒容密閉容器中充入1 mol NO和2 mol O3，發(fā)生如下反應(yīng)：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)；ΔH<0。不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間后，體系中NO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖。溫度低于100 ℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的主要原因是________；當(dāng)溫度高時(shí)，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，可能的原因有：①________，②________。

Answer 1

【答案】+115.2 2FeS2＋7O2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4 因?yàn)檫^(guò)程Ⅱ(反硫化過(guò)程)吸熱，乳酸和硫酸反應(yīng)放出的熱量使溫度升高促進(jìn)了過(guò)程Ⅱ(反硫化過(guò)程)的進(jìn)行 2NH4+＋2e－=2NH3↑＋H2↑ 低于100 ℃時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)未達(dá)到平衡。溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率高 溫度高時(shí)，反應(yīng)速率快，相同時(shí)間內(nèi)已達(dá)到平衡，溫度升高平衡左移 發(fā)生反應(yīng)NO2＋O=NO＋O2

【解析】

(1)①已知NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9kJmol-1，②SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g)△H2=-241.6kJmol-1，③2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H3=-196.6kJmol-1，蓋斯定律計(jì)算(②-①)×2得到反應(yīng)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)的△H；

(2)土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過(guò)程Ⅰ中和氧氣、水反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸；乳酸參與反應(yīng)消耗硫酸，有熱量放出使溫度升高；

(3)裝置圖中放出氧氣的為陽(yáng)極，溶液中銨根離子在陰極得到電子生成混合氣體為氨氣和氫氣；

(4)溫度低于100℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大是反應(yīng)速率增大，反應(yīng)正向進(jìn)行，已知溫度高時(shí)，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)NO2+O=NO+O2使轉(zhuǎn)化率降低。

(1)已知：①NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9kJmol-1，②SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g)△H2=-241.6kJmol-1，③2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H3=-196.6kJmol-1，蓋斯定律計(jì)算(②-①)×2得到反應(yīng)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)的△H=+115.2kJ/mol；

(2)土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過(guò)程Ⅰ中和氧氣、水反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4；乳酸參與反應(yīng)消耗硫酸，有熱量放出使溫度升高，答案為因?yàn)檫^(guò)程Ⅱ(反硫化過(guò)程)吸熱，乳酸和硫酸反應(yīng)放出的熱量使溫度升高促進(jìn)了過(guò)程Ⅱ(反硫化過(guò)程)的進(jìn)行

(3)電解法除去工業(yè)廢水中的硝酸銨是銨根離子得到電子生成氨氣和氫氣，電極反應(yīng)為2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑；

(4)溫度低于100℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的主要原因是：低于100°C，反應(yīng)速率慢相同時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，已知溫度高時(shí)，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，可能的原因有：溫度高時(shí)反應(yīng)速率快，相同時(shí)間內(nèi)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)NO2+O=NO+O2使轉(zhuǎn)化率降低。