Question

（14分）已知CO₂、SO₂、NO_x是對環境影響較大的氣體，請你運用所學知識參與環境治理，使我們周圍的空氣更好。
（1）硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃，反應混合體系
中SO₃的百分含量和溫度的關系如右圖所示（曲線上
點均為平衡狀態）。由圖可知：

①2SO₂(g) + O₂(g)2SO₃(g)的△H____0(填“>”或“<”)，若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡             移動（填“向左”、“向右”或“不移動”）；
②若溫度為T₁時，反應進行到狀態D時，v_(正)_______v_(逆)（填“>”、“<”或“=”）；
③硫酸廠的SO₂尾氣用過量的氨水吸收，對SO₂可進行回收及重新利用，反應的化學方程式為                               、                                   ；
④新型氨法煙氣脫硫技術是采用氨水吸收煙氣中的SO₂，再用一定量的磷酸與上述吸收產物反應。其優點除了能回收利用SO₂外，還能得到一種復合肥料，該復合肥料可能的化學式為：________(只要求寫一種)；
（2）汽車尾氣(含有烴類、CO、NO_x等物質)是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。其前半部反應方程式為：
2CO＋2NO 2CO₂＋N₂。它的優點是                                   ；
（3）有人設想用圖所示裝置，運用電化學原理將CO₂、SO₂轉
化為重要化工原料。

①若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則正極電極反應式為
                               ；
②若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄。科研人員希望每分鐘
從C處獲得100 mL 10 mol/L H₂SO₄，則A處通入煙氣(SO₂
的體積分數為1%)的速率為                     L/min(標準狀況)。

Answer 1

（14分）
(1)① ＜ ；（1分） 向左；（1分） ② ＞ ；（2分）
③ SO₂＋H₂O＋2NH₃ =(NH₄)₂SO₃ 、
(NH₄)₂SO₃＋H₂SO₄ =(NH₄)₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O ；（2分）
④(NH₄)₃PO₄（或(NH₄)₂HPO₄ 、NH₄H₂PO₄）；（2分）
(2)使CO與NO反應，生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體；（2分）
(3) ① CO₂＋6H^＋＋6e^－= CH₃OH＋H₂O　；（2分）   ② 2240 。（2分）

解析試題分析：(1)①根據圖可判斷隨溫度升高，三氧化硫的百分含量減小，說明升溫平衡逆向移動，所以正向是放熱反應，△H<0；在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，使容器體積增大，各物質濃度均減小，相當于體系減小壓強，平衡向左移動；
②若溫度為T₁時，反應進行到狀態D時，三氧化硫的轉化率未達平衡狀態的轉化率，所以反應正向進行，v_(正)>v_(逆)；
③SO₂尾氣用過量的氨水吸收，先生成亞硫酸銨，再與硫酸反應又生成二氧化硫，化學方程式為SO₂＋H₂O＋2NH₃ =(NH₄)₂SO₃ 、(NH₄)₂SO₃＋H₂SO₄ =(NH₄)₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O ；
（2）它的優點是使有毒氣體轉化為無毒氣體；
（3）①若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則正極發生還原反應，元素化合價降低，所以是CO₂發生還原反應生成甲醇，電極反應式為CO₂＋6H^＋＋6e^－= CH₃OH＋H₂O；
②A為SO₂，則SO₂＋2H₂O-2e^－=H₂SO₄＋2H^＋，每分鐘從C處獲得1mol H₂SO₄，則需要二氧化硫是22.4L（標準狀況），SO₂的體積分數為1%，所以A處通入煙氣的速率是22.4L/min÷1%=2240L/min。
考點：考查化學平衡理論的應用，二氧化硫的吸收，電化學原理的應用及計算