Question

【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等，是形成霧霾的重要因素，霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子形成的煙霧。

（1）NOx和SO2在空氣中存在下列平衡：

Ⅰ. 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) H=－113.0 kJ mol-1

Ⅱ. 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H=－196.6 kJ mol-1

二氧化硫通常在二氧化氮的存在下，進一步被氧化，生成三氧化硫。

①寫出NO2和SO2反應的熱化學方程式為______。

②反應Ⅱ自發(fā)進行的條件是______（填“較高溫”“較低溫”或“任何溫度”）。

（2）提高2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)反應中SO2的轉化率，是減少SO2排放的有效措施。

①T溫度時，在2L的密閉容器中加入2.0mol SO2和1.0mol O2，5min后反應達到平衡，二氧化硫的轉化率為50%，該反應的平衡常數是______。

②在①中條件下，反應達到平衡后改變下列條件，能使SO2的轉化率提高的是______（填字母）。

a.溫度和容器體積不變，充入1.0mol He

b.溫度和容器體積不變，充入1.0mol O2

c.在其他條件不變時，減少容器的體積

d.在其他條件不變時，改用高效催化劑

e.在其他條件不變時，升高體系溫度

（3）電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。陽極的電極反應式為_____________________________，為使電解產物全部轉化為NH4NO3，需補充物質是_____。

Answer 1

【答案】SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) H= -41.8 kJ mol-1 較低溫 4 b c NO - 3e- + 2H2O = NO3- + 4H+ NH3

【解析】

(1) ①Ⅰ. 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) H=－113.0 kJ mol-1，Ⅱ. 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H=－196.6 kJ mol-1，根據蓋斯定律分析，有（Ⅱ-Ⅰ）/2得熱化學方程式為： SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) H=（－196.6kJ/mol+113.0kJ/mol）/2= -41.8 kJ mol-1 。 ② 反應Ⅱ為放熱反應，熵減，根據△G=△H-T△S分析，所以該反應在低溫自發(fā)進行。(2)

2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)

起始物質的量濃度 1.0 0.5 0

改變物質的量濃度 0.5 0.25 0.5

平衡時物質的量濃度0.5 0.25 0.5

則平衡常數為=4。 ②a.溫度和容器體積不變，充入1.0mol He，平衡不移動，不能提高二氧化硫的轉化率，故錯誤；b.溫度和容器體積不變，充入1.0mol O2，平衡正向移動，提高二氧化硫的轉化率，故正確；c.在其他條件不變時，減少容器的體積，相當于加壓，平衡正向移動，提高二氧化硫的轉化率，故正確；d.在其他條件不變時，改用高效催化劑，平衡不移動，不能提高轉化率，故錯誤；e.在其他條件不變時，升高體系溫度，平衡逆向移動，二氧化硫的轉化率降低，故錯誤。故選b c。 (5)從圖分析，一氧化氮分別變?yōu)殇@根離子和硝酸根離子，一氧化氮在陽極失去電子，化合價升高，所以生成硝酸根離子，電極反應為： NO - 3e- + 2H2O = NO3- + 4H+ ，根據電子守恒分析，一氧化氮轉化為硝酸根離子失去3個電子，一氧化氮轉化為銨根離子得到5個電子，所以反應過程中生成的硝酸根離子比銨根離子多，為了生成硝酸銨，所以需要通入氨氣。