Question

【題目】研究發現，NOx和SO2是霧霾的主要成分。

Ⅰ．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的關系如右圖所示。

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0.8mol，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_______。

Ⅱ．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－。物質A的化學式為_____________，陰極的電極反應式是________________________。

Answer 1

【答案】（1）2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H=－746.50kJ·mol－1

（2）①5mol/L-1；向右（2分）；②b；③增加CO的物質的量濃度（或增大壓強、降低溫度等）

（3）H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2↑（2分）

（4）H2SO4（1分）；NO+6H++5e－=NH4++H2O（2分）

【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；

（2）①起始時，NO為0.4mol，平衡時NO為0.2mol，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2

起始量：0.4mol 0.4mol 0 0

轉化量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡量：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；

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；

（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↑；

（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。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，陰極是NO得到電子轉化為銨根，則陰極的電極反應式是NO + 6H+ + 5e－= NH4+ +H2O。