Question

【題目】近幾年我國大面積發生霧霾天氣，其主要原因是SO2、NOx等揮發性有機物等發生二次轉化，研究碳、氮、硫及其化合物的轉化對于環境的改善有重大意義。

（1）在一定條件下，CH4可與NOx反應除去NOx，已知有下列熱化學方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g) △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l) △H＝-41.0 kJ·mol-1

則CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g) △H＝____kJ·mol-1；該反應在________（高溫，低溫，任何溫度）下可自發進行

（2）若在T1℃、0.1 MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，測得容器內總壓強與反應時間如下圖所示。

①圖中A點時，SO2的轉化率為________。

②在其他條件不變的情況下，測得T2℃時壓強的變化曲線如圖所示，則C點的正反應速率0(正)與A點的逆反應速率A(逆)的大小關系為0(正)_____ A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③圖中B點的平衡常數Kp=__________(MPa)－1。(Kp=壓強平衡常數，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)

（3）利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當廢氣在塔內停留時間均為 90s 的情況下，測得不同條件下 NO 的脫氮率如圖Ⅰ、Ⅱ所示。

①由圖I知，當廢氣中的NO含量增加時，宜選用______________法提高脫氮效率。

②圖Ⅱ中，循環吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率，其可能原因為______________。

Answer 1

【答案】－875.3 任何溫度下 45% ＞ 24300(MPa)－1 好氧硝化 Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用

【解析】

（1）根據蓋斯定律求焓變；

（2）列三段式求解轉化率和平衡常數；

（3）根據圖像分析，得出結論。

（1）根據蓋斯定律，得到目標方程式： ，故焓變為： ，跟據方程式，反應氣體增多，所以該反應為熵增反應， ，故該反應任何溫度下都能自發進行，

答案為：－875.3；任何溫度下；

（2）①依據化學三段列式計算，設氧氣消耗物質的量為x， 圖中A點時，氣體總壓強0.085，則，得x=0.45a，故SO2的轉化率，

故答案為：45%；

②圖象分析可知，先拐先平溫度高則T1<T2，C點是平衡狀態，A點反應未達到平衡狀態，其中C點的正反應速率vC(正)與A點的逆反應速率vA(逆)的大小關系為vC(正)>vA(逆)

故答案為：>；

③圖中B點，依據化學三行列式計算，設氧氣消耗物質的量為y，，B點氣體總壓強為0.007，則 ，y=0.9a，平衡常數 ，故答案為：24300(MPa)1；

（3）①根據圖I可知，當濃度大的時候，好氧硝化法脫氮率更高，

故答案為：好氧硝化；

②根據圖Ⅱ，循環吸收液加入提高了脫氮的效率，故可能是起到了催化作用，

答案為：對該反應有催化作用。