Question

【題目】研究發現，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轉化成無污染氣體參與大氣循環。寫出該反應的熱化學方程式____________。

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

①T℃時該化學反應的平衡常數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，使用質量相同但表面積不同的催化劑時，達到平衡過程中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，若改變外界反應條件，導致n（NO）發生如圖所示的變化，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鍵。

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

（4）如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉化為NH4+和SO42-。

①寫出物質A的化學式_____________，陽極的電極反應式是____________Cl。

②該電解反應的化學方程式為________________。

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的物質的量濃度或增大壓強

（3）H2O+2SO2+CO32-＝2HSO3－+CO2↑

（4）①H2SO4SO2+2H2O-2e－＝SO42-+4H+

②5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4

【解析】試題分析：（1）已知：N2（g）+O2（g）2NO（g）△H=+180.50kJmol-1①，2CO（g）+O2（g）CO2（g） △H=-566.00kJmol-1②，根據蓋斯定律：②-①得到：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H="-746.50" kJmol-1；故答案為：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H="-746.50" kJmol-1；

（2）①起始時，NO為0.4mol，平衡時NO為0.2mol，

2NO（g）+2CO（g）2CO2（g） + N2

起始物質的量：0.4mol 0.4mol 0 0

轉化的物質量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡物質的量：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，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＜k，則平衡將向右移動；故答案為：5（mol/L）-1；向右；

②催化劑表面積較大，反應速率快，達到平衡所用時間短，由圖可知，b曲線代表的條件下反應速率快，所以b的催化劑的表面積大；故答案為：b；

③由圖象可知，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的物質的量濃度或增大壓強；故答案為：增加CO的物質的量濃度或增大壓強；

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

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

①由電解方程式可知，物質A為硫酸，其的化學式H2SO4； 電解時，陽極上二氧化硫失電子生成硫酸根離子，則陽極的電極反應式是SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；故答案為：H2SO4；SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；

②電解時NO、SO2分別轉化為NH4+和SO42-，結合原子守恒可知電解方程式為：5SO2+2NO+8H2O（NH4）2SO4+4H2SO4，故答案為：5SO2+2NO+8H2O（NH4）2SO4+4H2SO4。