Question

【題目】研究發現，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=+180.50kJmol-1

2CO(g)+O2(g)CO2(g)△H=-566.00kJmol-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充人容積為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如下圖所示．

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1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____________；

(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健。

（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）如圖所示的電解裝罝可將霧霾中的NO、SO2分別轉化為NH4+和SO42-。

①寫出物質A的化學式_________，陽極的電極反應式是________________；

②該電解反應的化學方程式為________________。

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的物質的量濃度或增大壓強

（3）H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑ （4）① H2SO4 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

起始物質的量：0.4mol 0.4mol 0 0

轉化的物質量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡物質的量：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；

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，

①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，則陽極的電極反應式是SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；

②電解時NO、SO2分別轉化為NH4+和SO42-，結合原子守恒可知電解方程式為：5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4。