Question

研究人員通過對(duì)北京地區(qū)PM2．5的化學(xué)組成研究發(fā)現(xiàn)，汽車尾氣和燃煤污染分別 占4％、l8％
I．（1）用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)為：2NO(g)+2CO(g) 2CO₂(g)+N₂(g)，已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)為1×10⁵⁹，但反應(yīng)速率極慢。下列說法正確的是：       

A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO

B．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑

C．增大壓強(qiáng)，上述平衡右移，故實(shí)際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率

D．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度

（2）還可以用活性炭還原法處理氮氧化物，反應(yīng)為：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)   H=akJ·mol^-1，向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，恒溫(T₁℃)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如下：

濃度/mol·L-1 時(shí)間/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.050	0.025	0.025
30	0.050	0.025	0.025
40	0.036	0.032	0.010
50	0.036	0.032	0.010

 
①T₁℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=          (保留兩位小數(shù))。
⑦前10min內(nèi)用v(NO)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為      ，30min后，改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是             。
③若30min后升高溫度至T₂℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為3：1：l，則該反應(yīng)的a       0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ．CO對(duì)人類生存環(huán)境的影響很大，CO治理問題屬于當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問題。
（1）工業(yè)上常用SO₂除去CO，生成物為S和CO₂。已知相關(guān)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示

則用SO₂除去CO的熱化學(xué)方程式為                      。
（2）高溫時(shí)，也可以用CO還原MgSO₄可制備高純MgO。
①750℃時(shí)，測得氣體中含等物質(zhì)的量SO₂和SO₃，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是            。
②由Mg可制成“鎂一次氯酸鹽”電池，其裝置示意圖如圖，則鎂電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為                 ，該電池總反應(yīng)的離子方程式為                  。

Answer 1

I（1）B （2）① 0.25 ② 0.0042mol???L^-1?min^-1，降低CO₂濃度 ③ <
II（1）SO₂(g)+2CO(g)=S(s)+2CO₂(g)  ?H=(2b—a)kJ?mol?¹
（2）①2MgSO₄+CO 2MgO+SO₂+CO₂+SO₃
② Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)₂或Mg—2e?=Mg²⁺    Mg+ClO?+H₂O=Cl?+Mg(OH)₂

試題分析：I（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)已經(jīng)很大了，所以提高尾氣凈化效率關(guān)鍵是加快反應(yīng)速率。A、因?yàn)樵摲磻?yīng)為可逆反應(yīng)，所以裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中仍然含有NO或CO，錯(cuò)誤；B、使用高效催化劑可以加快反應(yīng)速率，所以提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑，正確；C、增大壓強(qiáng)，汽車尾氣的排放很難做到，錯(cuò)誤；D、升高溫度，汽車尾氣的排放很難做到，錯(cuò)誤。
（2）①反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)達(dá)到平衡，根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算:
C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)
初始濃度（mol?L?¹）      0.100        0     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?¹）       0.050      0.025  0.025
平衡濃度（mol?L?¹）       0.050      0.025  0.025
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 0.025×0.025÷0.050²=0.25。
② v(NO)=(0.1000mol?L?¹—0.058mol?L?¹)÷10min =0.0042mol???L^-1?min^-1；30min后，改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡后，反應(yīng)物NO的濃度減小，生成物N₂濃度增大，CO₂的濃度減小，所以改變的條件可能是：降低CO₂濃度。
③ T₁℃ 30min時(shí)，NO、N₂、CO₂的濃度之比為2:1:1，升高溫度至T₂℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為3：1：l，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，a < 0
II（1）根據(jù)能量變化圖可得熱化學(xué)方程式：S(s)+O₂(g)=SO₂(g) ?H₁="a" kJ?mol?¹   CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)    ?H₂="b" kj/mol，寫出用SO₂除去CO的化學(xué)方程式并注明狀態(tài)，根據(jù)蓋斯定律求焓變，?H=—?H₁+ 2?H₂ = =(2b—a)kJ?mol?¹，可得熱化學(xué)方程式。
（2）①CO還原MgSO₄可制備高純MgO，生成等物質(zhì)的量的SO₂、SO₃，根據(jù)元素守恒同時(shí)生成CO₂，配平可得化學(xué)方程式：2MgSO₄+CO 2MgO+SO₂+CO₂+SO₃。
② Mg為活潑金屬，為負(fù)極失去電子，電極方程式為：Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)₂或Mg—2e?=Mg²⁺；總反應(yīng)為ClO?在堿性條件下把Mg氧化為Mg(OH)₂，離子方程式為：Mg+ClO?+H₂O=Cl?+Mg(OH)₂