Question

【題目】硫和氮的氧化物直接排放會引發嚴重的環境問題，請回答下列問題：

(1)下列環境問題主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引發的是___________。

A.全球變暖 B.酸雨 C.水體富營養化(水華) D.白色污染

(2)SO2的排放主要來自于煤的燃燒。常用石灰石脫硫，其產物可以做建筑材料。

已知：CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s) ΔH=+178.2kJ/mol

SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) ΔH=－402kJ/mol

2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=－234.2kJ/mol

寫出CaCO3與SO2脫硫的熱化學反應方程式_____________________________________。

(3)NOx的排放主要來自于汽車尾氣，包含NO2和NO，有人提出用活性炭對NOx進行吸附，發生反應如下：

反應a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=－34.0kJ/mol

反應b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=－64.2kJ/mol

對于反應a，在T1℃時，借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質的濃度如表：

濃度(molL-1)	時間(min)
	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①0~10min內，NO的平均反應速率v(NO)=___________，當升高反應溫度，該反應的平衡常數K___________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡；根據上表中的數據判斷改變的條件可能是___________(填字母)。

A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO

C.適當縮小容器的體積 D.加入合適的催化劑

(4)某實驗室模擬反應b，在恒壓密閉容器中加入足量的活性炭和一定量的NO氣體，測得NO的轉化率 α(NO)隨溫度的變化如圖所示：

<>①由圖可知，1050K前反應中NO的轉化率隨溫度升高而增大，原因是_________________；

②用某物質的平衡分壓代替其物質的量濃度也可以表示化學平衡常數(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa 時，該反應的化學平衡常數Kp＝________(只列出計算式)(已知：氣體分壓＝氣體總壓×體積分數)。

Answer 1

【答案】B 2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-681.8kJ/mol 0.042mol/(Lmin) 減小 BC 1050K前反應未達平衡狀態，隨著溫度升高，反應速率加快，NO2轉化率提高 或

【解析】

(1)硫氧化物和氮氧化物的排放引發酸雨、光化學煙霧等；

(2)已知：①CaCO3(s)═CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/mol，②SO2(g)+CaO(s)═CaSO3(s)△H=-402kJ/mol，③2CaSO3(s)+O2(g )═2CaSO4(s)△H=-234.2kJ/mol，根據蓋斯定律計算(①+②)×2+③得到石灰石脫硫的熱化學反應方程式；

(3)①0～10min內，NO的平均反應速率v(NO)=；反應為放熱反應升溫平衡逆向進行；

②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，依據圖表數據分析，平衡狀態物質濃度增大，依據平衡常數計算K=，平衡常數隨溫度變化，平衡常數不變說明改變的條件一定不是溫度；依據數據分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度增大，反應前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積后加入一定量一氧化氮；

(4)①1050kPa前，反應b中NO2轉化率隨著壓強增大而增大的原因，1050KPa前反應未達平衡狀態，隨著壓強增大，反應速率加快；

②在T2℃、在1100 kPa時二氧化氮轉化率40%，結合三行計算列式得到；設通入二氧化氮2mol，

Kp=。

(1)硫氧化物和氮氧化物的排放引發酸雨、光化學煙霧等；

A．全球變暖是二氧化碳，故A錯誤；

B．硫氧化物和氮氧化物的排放引發硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，故B正確；

C．水體富營養化(水華)是磷元素過量排放，故C錯誤；

D．白色污染是聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品造成，故D錯誤；

故答案為：B；

(2)已知：①CaCO3(s)═CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/mol，②SO2(g)+CaO(s)═CaSO3(s)△H=-402kJ/mol，③2CaSO3(s)+O2(g )═2CaSO4(s)△H=-234.2kJ/mol，蓋斯定律計算(①+②)×2+③得到石灰石脫硫的熱化學反應方程式：2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol；

(3)①C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H=-34.0kJ/mol，圖表數據得到0～10min內，NO的平均反應速率v(NO)===0.042mol/(Lmin)，反應為放熱反應升溫平衡逆向進行，平衡常數減小；

②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，依據圖表數據分析，平衡狀態物質濃度增大，依據平衡常數計算K=，平衡常數隨溫度變化，平衡常數不變說明改變的條件一定不是溫度；依據數據分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度增大，反應前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積后加入一定量一氧化氮；

A．加入一定量的活性炭，碳是固體對平衡無影響，平衡不動，故A錯誤；

B．通入一定量的NO，新平衡狀態下物質平衡濃度增大，故B正確；

C．適當縮小容器的體積，反應前后體積不變，平衡狀態物質濃度增大，故C正確；

D．加入合適的催化劑，催化劑只改變化學反應速率，不改變化學平衡，故D錯誤；

故答案為BC；

(4)①1050 kPa 前，反應b 中NO2轉化率隨著壓強增大而增大的原因，1050kPa前反應未達平衡狀態，隨著壓強增大，反應速率加快，NO轉化率提高；

②在1100 kPa時二氧化氮轉化率40%，結合三行計算列式得到；設通入二氧化氮mol；

氣體總物質的量=1.2mol，Kp==。