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重要課題。

(1) NO、SO2可以先氧化，后用堿吸收。其氧化過程的反應原理如下：

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

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

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

(4) 向恒容密閉容器中充入1 mol NO和2 mol O3，發生如下反應：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)；ΔH<0。不同溫度下反應相同時間后，體系中NO轉化率隨溫度變化曲線如圖。溫度低于100 ℃時，NO轉化率隨溫度升高而增大的主要原因是________；當溫度高時，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉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 因為過程Ⅱ(反硫化過程)吸熱，乳酸和硫酸反應放出的熱量使溫度升高促進了過程Ⅱ(反硫化過程)的進行 2NH4+＋2e－=2NH3↑＋H2↑ 低于100 ℃時，相同時間內反應未達到平衡。溫度升高，化學反應速率加快，NO轉化率高 溫度高時，反應速率快，相同時間內已達到平衡，溫度升高平衡左移 發生反應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，蓋斯定律計算(②-①)×2得到反應2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)的△H；

(2)土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過程Ⅰ中和氧氣、水反應會轉化成硫酸亞鐵和硫酸；乳酸參與反應消耗硫酸，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，NO轉化率隨溫度升高而增大是反應速率增大，反應正向進行，已知溫度高時，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉化率隨溫度升高而降低，由于反應為放熱反應，隨溫度升高平衡逆向進行，同時發生反應NO2+O=NO+O2使轉化率降低。

(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，蓋斯定律計算(②-①)×2得到反應2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)的△H=+115.2kJ/mol；

(2)土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過程Ⅰ中和氧氣、水反應會轉化成硫酸亞鐵和硫酸，反應的化學方程式：2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4；乳酸參與反應消耗硫酸，有熱量放出使溫度升高，答案為因為過程Ⅱ(反硫化過程)吸熱，乳酸和硫酸反應放出的熱量使溫度升高促進了過程Ⅱ(反硫化過程)的進行

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

(4)溫度低于100℃時，NO轉化率隨溫度升高而增大的主要原因是：低于100°C，反應速率慢相同時間內還沒有達到平衡狀態，已知溫度高時，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉化率隨溫度升高而降低，可能的原因有：溫度高時反應速率快，相同時間內已經達到平衡狀態，由于反應為放熱反應，隨溫度升高平衡逆向進行，同時發生反應NO2+O=NO+O2使轉化率降低。