Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)，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

2CO（g）+O2（g）2CO2（g）△H＝-566.00kJ/mol

（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(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________。

（2）T℃時，將等物質(zhì)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(yīng)過程（0-15min）中NO的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。

①T℃時該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K= __________；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(zhì)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(yīng)條件，導(dǎo)致n（NO）發(fā)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(guān)鍵。

（3）用純堿溶液吸收SO2可將其轉(zhuǎn)化為HSO3-。該反應(yīng)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(zhuǎn)化為NH4+和SO42-。

①寫出物質(zhì)A的化學(xué)式_____________，陽極的電極反應(yīng)式是_____________

②該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________

Answer 1

【答案】

（1）2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H=-746.50 kJmol-1；

（2）①5（mol/L）-1；向右；②b；③增加CO的物質(zhì)的量濃度或增大壓強；

（3）H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑；

（4）①H2SO4；SO2+2H2O-2 e-═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(jù)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(zhì)的量：0.4mol 0.4mol 0 0

轉(zhuǎn)化的物質(zhì)量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡物質(zhì)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(yīng)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(yīng)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(zhì)的量濃度或增大壓強；故答案為：增加CO的物質(zhì)的量濃度或增大壓強；

（3）碳酸鈉溶液與SO2反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳，其反應(yīng)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(zhuǎn)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(zhì)A為硫酸，其的化學(xué)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(yīng)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(zhuǎn)化為NH4+和SO42-，結(jié)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。