Question

【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環境問題，科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環境的不利影響。

（1）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566kJ/mol

S(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296kJ/mol

一定條件下，可以通過CO與SO2反應生成S(1)和一種無毒的氣體，實現燃煤煙氣中硫的回收，寫出該反應的熱化學方程式_______________________________。

（2）一定溫度下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，發生上述（1）中回收硫的反應。若反應進行到20min時達平衡，測得CO2的體積分數為0.5，則前20min的反應速率ν(CO)= _________，該溫度下反應化學平衡常數K=____________（L·mol-1）

（3）在不同條件下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應體系總壓強隨時間的變化如圖（Ⅰ）所示：

①圖（Ⅰ）中三組實驗從反應開始至達到平衡時，v(CO)最大的為___________（填序號）

②與實驗a相比，c組改變的實驗條件可能是_________________。

（4）“亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2。室溫條件下，將煙氣通入(NH4)2SO3溶液中，測得溶液pH與含硫組分物質的量分數的變化關系如圖（Ⅱ）所示，b點時溶液pH=7，則n(NH4+)∶n(HSO3-)=______。

（5）間接電化學法可除NO。其原理如圖（Ⅲ）所示，寫出電解池陰極的電極反應式(陰極室溶液呈酸性)_______________________________。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol 0.03mol·L-1·min-1 11.25 b 升高溫度 3:1 2HSO3-+2e-+12H+=S2O42-+6H2O

【解析】（1）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566kJ/mol；S(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296kJ/mol；根據蓋斯定律：第一個反應減去第二個反應得：2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol；正確答案：2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol。

（2）設參加反應的SO2的物質的量為，則有

初始狀態

反應的量

平衡狀態

即：，，ν(CO)=（0.6×2）/(2×20)=0.03mol·L-1·min-1 ；c(CO)=(2-1.2)/2=0.4mol/L, c(SO2)=(1-0.6)/2=0.2 mol/L, c(CO2)=1.2/2=0.6 mol/L, 該溫度下反應化學平衡常數K=c2(CO2)/c2(CO)×c(SO2)= 0.62/0.42×0.2=11.25（L·mol-1）；正確答案：0.03mol·L-1·min-1； 11.25。

（3）根據圖示，達到平衡的時間快慢為：，因此達到平衡時的反應速率v(CO)大小為，因此v(CO)最大的為b；正確答案：b。

②與實驗a相比，c組反應前和反應后的壓強均變大，且達到平衡時間減少，因此改變的實驗條件可能是升高溫度；正確答案: 升高溫度。

（4）A點時，n(HSO3-)：n(H2SO3)=1:1，b點時溶液的pH=7，根據電荷守恒：n(NH4+)= n(HSO3-)+2n(SO32-)，又根據圖可知：n(HSO3-)= n(SO32-)，n(NH4+)：n(HSO3-)=（1+2）:1=3:1；正確答案：3:1。

（5）根據圖示可知，陰極發生還原反應：HSO3- 變為S2O42-,電極反應式為2HSO3-+2e-+12H+=S2O42-+6H2O；正確答案：2HSO3-+2e-+12H+=S2O42-+6H2O。