Question

PM_2.5（可入肺顆粒物）污染跟冬季燃煤密切相關(guān)，燃煤還同時排放大量的SO₂和NO_X．旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是去除燃煤煙氣中二氧化硫的方法之一，工藝流程如圖所示：

（1）寫出高速旋轉(zhuǎn)霧化器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）在一定條件下，SO₂可被氧氣氧化，每生成8g SO₃氣體，放出9.83kJ的熱量．寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）500℃時，在催化劑存在條件下，分別將2mol SO₂和1mol O₂置于恒壓容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中（兩容器起始容積相同），充分反應(yīng)，二者均達(dá)到平衡后：
①兩容器中SO₃的體積分?jǐn)?shù)關(guān)系是Ⅰ

 

Ⅱ（填“＞”、“＜”或“=”）．若測得容器II中的壓強減小了30%，則該容器中SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．
②當(dāng)I達(dá)到平衡后，向容器的平衡體系中加入2mol SO₃，重新達(dá)到平衡后容器中SO₃的體積分?jǐn)?shù)與原平衡相比是

 

（填“增大”“減小”“不變”）．
（4）NO_x可用強堿溶液吸收產(chǎn)生硝酸鹽或亞硝酸鹽．寫出二氧化氮被NaOH溶液吸收的化學(xué)方程式

 

，
在酸性條件下，F(xiàn)eSO₄溶液能將NO₃^-還原為NO，NO能與多余的FeSO₄溶液作用生成棕色物質(zhì)，這是檢驗NO₃^-的特征反應(yīng)．寫出該過程中產(chǎn)生NO反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：二氧化硫的污染及治理

專題：氧族元素

分析：（1）高速旋轉(zhuǎn)霧化器中涉及反應(yīng)為二氧化硫、氧氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣；
（2）根據(jù)每生成8g SO₃氣體，放出9.83kJ的熱量，求出生成2molSO₃氣體放出的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式；
（3）①根據(jù)壓強對化學(xué)平衡移動的影響知識來回答，反應(yīng)體系中，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)三段式計算轉(zhuǎn)化率；
②根據(jù)壓強對速率和平衡影響分析；
（4）二氧化氮被NaOH溶液吸收反應(yīng)生成硝酸鈉、亞硝酸鈉和水，酸性條件下，亞鐵離子和硝酸根離子反應(yīng)生成鐵離子、一氧化氮和水．

解答： 解：（1）高速旋轉(zhuǎn)霧化器中涉及反應(yīng)為二氧化硫、氧氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，反應(yīng)的方程式為2SO₂+2Ca（OH）₂+O₂=2CaSO₄+2H₂O，
故答案為：2SO₂+2Ca（OH）₂+O₂=2CaSO₄+2H₂O；
（2）在一定條件下，SO₂可被氧氣氧化，每生成8g 即0.1molSO₃氣體，放出9.83kJ的熱量，則生成2molSO₃氣體放出的熱量為196.6kJ，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ/molKJ?mol^-1；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△=-196.6kJ/mol；
（3）①對于反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），恒容容器相當(dāng)于恒壓容器的基礎(chǔ)上加大壓強，化學(xué)平衡正向移動，SO₃的體積分?jǐn)?shù)增大，所以Ⅰ＞Ⅱ；將2mol SO₂和1mol O₂置于恒容容器II中，設(shè)容器中SO₂的變化量為x，
        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
初始量：2        1       0
變化量：x      0.5x      x
平衡量：2-x   1-0.5x     x
容器II中的壓強減小了30%，即

3

2-x+1-0.5x+x

=

1

1-30%

，解得x=1.8mol，
所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

1.8mol

2mol

×100%=90%，
故答案為：＞；90%；
②恒壓容器I，到平衡后加入2mol SO₃，恒壓容器I的體積增大，最后達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，則容器Ⅱ中SO₃含量不變；
故答案為：不變；
（4）NO_x可用強堿溶液吸收產(chǎn)生硝酸鹽或亞硝酸鹽，二氧化氮被NaOH溶液吸收的化學(xué)方程式為：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
酸性條件下，亞鐵離子和硝酸根離子反應(yīng)生成鐵離子、一氧化氮和水，離子反應(yīng)方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

點評：本題涉及化學(xué)方程式的書寫、熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡的計算、化學(xué)平衡移動的影響因素，側(cè)重考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析處理以及對知識的綜合應(yīng)用，題目綜合性強，難度較大．