Question

【題目】回收利用硫和氮的氧化物是環境保護的重要舉措。

（1）已知：2NO(g ) + O2(g)2NO2(g)，正反應的活化能為c kJmolˉ1。該反應歷程為：

第一步：2NO(g ) N2O2(g) △H1 =－a kJmolˉ1 （快反應）

第二步：N2O2(g ) + O2(g)2NO2(g) △H2 =－b kJmolˉ1 （慢反應）

①下列對上述反應過程表述正確的是__________（填標號）。

A．NO比N2O2穩定

B．該化學反應的速率主要由第二步決定

C．N2O2為該反應的中間產物

D．在一定條件下N2O2的濃度為0時反應達到平衡

②該反應逆反應的活化能為_______________。

（2）通過下列反應可從燃煤煙氣中回收硫。2CO(g) + 2SO2(g)2CO2(g) + S(l) △H﹤0,在模擬回收硫的實驗中，向某恒容密閉容器通入2.8 mol CO和1 molSO2，反應在不同條件下進行，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示：

①與實驗a相比，實驗b改變的實驗條件可能是______________________。

②實驗b中的平衡轉化率a(SO2)=_________。

（3）用NH3消除NO污染的反應原理為： 4NH3 + 6NO5N2 + 6H2O。不同溫度條件下，NH3與NO的物質的量之比分別為 3:1、2:1、1:1 時，得到 NO 脫除率曲線如圖所示：

①曲線c對應NH3與NO 的物質的量之比是_______________。

②曲線a中 NO的起始濃度為4×10－4 mg/m3，從A點到B點經過0.8s，該時間段內NO的脫除速率為_____________ mg/(m3s)。

（4）雙堿法除去SO2是指：用 NaOH 吸收SO2，并用CaO使 NaOH再生。NaOH溶液 Na2SO3溶液

①用化學方程式表示NaOH 再生的原理____________________________________ 。

②25℃ 時，將一定量的SO2通入到NaOH溶液中，兩者完全反應，得到含Na2SO3、 NaHSO3的混合溶液，且溶液恰好呈中性，則該混合溶液中各離子濃度由大到小的順序為_____________（已知25℃時，H2SO3的電離平衡常數Ka1=1×10-2，Ka2=1×10-7)。

Answer 1

【答案】BC （a+b+c）kJmolˉ1 使用催化劑 95% 1:1 1×10-4 CaO+H2O+Na2SO3 = CaSO3+ 2NaOH c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)

【解析】

（1）①A．第一步正反應快，活化能小；

B．該化學反應的速率主要由最慢的一步決定；

C．N2O2為該反應的中間產物

D．在一定條件下N2O2的濃度不變反應達到平衡；

②已知：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，正反應的活化能為ckJmol-1．該反應歷程為：

第一步：2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJmol-1（快反應）

第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反應）

據此計算該反應逆反應的活化能=正反活化能-反應焓變；

（2）①a、c開始均通入2.8molCO和1mol SO2，容器的容積相同，而起始時c的壓強大于a，物質的量與體積一定，壓強與溫度呈正比關系；

②結合三行計算列式得到，氣體壓強之比等于氣體物質的量之比；

（3）①兩種反應物存在的反應，增大一種反應物的量可提高另一種反應物的轉化率，據此分析；

②根據NO的脫除量變化值和脫除時間計算NO的脫出速率；

（4）①過程中NaOH再生是平衡CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)正向進行；氫氧根離子濃度增大；

②25℃時，將一定量的SO2通入到NaOH溶液中，兩者完全反應，得到含Na2SO3、NaHSO3的混合溶液，且溶液恰好呈中性，已知25℃時，H2SO3的電離平衡常數Ka1=1×10-2，Ka2=1×10-7，可知SO32-的水解常數為=1×10-7，可知Na2SO3的水解與NaHSO3的電離程度相等。

（1）①A．第一步正反應快，活化能小于第二步正反應活化能，故A錯誤；

B．第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反應），該化學反應的速率主要由第二步決定，故B正確；

C．已知：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，正反應的活化能為ckJmol-1．該反應歷程為：

第一步：2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJmol-1（快反應）

第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反應）

分析過程可知，N2O2為該反應的中間產物，故C正確；

D．反應為可逆反應，在一定條件下N2O2的濃度不變時反應達到平衡，故D錯誤；

故答案為：BC；

②已知：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，正反應的活化能為ckJmol-1．該反應歷程為：

第一步：2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJmol-1（快反應）
第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反應）
逆反應的活化能為=正反活化能-反應焓變=c-[(-a)+(-b)] kJ /mol=(a+b+c)kJ /mol，

故答案為：(a+b+c)kJ /mol；

（2）①a、c開始均通入2.8molCO和1mol SO2，容器的容積相同，而起始時c的壓強大于a，物質的量與體積一定，壓強與溫度呈正比關系，故c組改變的實驗條件可能是：升高溫度，

故答案為：升高溫度；

②設消耗二氧化硫物質的量x，2CO(g) + 2SO2(g)2CO2(g) + S(l)起始量（mol） 2.8 1 0

變化量（mol） x x x

平衡量（mol）2.8-x 1-x x

，解得x=0.95mol，

實驗b中的平衡轉化率a（SO2）=×100%=95%，

故答案為：95%；

（3）①兩種反應物存在的反應，增大一種反應物的量可提高另一種反應物的轉化率，根據圖象，曲線c的NO脫除率最低，即NO的轉化率最低，所以NO的在總反應物中的比例最高，符合的是n（NH3）：n（NO）的物質的量之比1：1，

故答案為：1：1；

②曲線a中NO的起始濃度為4×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8s，根據圖象，NO的脫除率從55%上升到75%，則該段時間內NO的脫除量為△c=4×10-4mg/m3×（75%-55%）=8×10-5mg/m3，時間間隔為△t=0.8s，所以該段時間內NO的脫除速率為== 1.0×10-4mg/（m3s），

故答案為：1.0×10-4；

（4）①過程中加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq），因SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成，反應的化學方程式：CaO+H2O+Na2SO3═CaSO3+2NaOH，

故答案為：CaO+H2O+Na2SO3═CaSO3+2NaOH；

②已知25℃時，H2SO3的電離平衡常數Ka1=1×10-2，Ka2=1×10-7，可知SO32-的水解常數為==1×10-7，可知Na2SO3的水解與NaHSO3的電離程度相等，則知25℃時由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性，即c(OH-)=c(H+)，可知c（SO32-）=c（HSO3-），則溶液中存在c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)，

故答案為：c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)。