Question

（2012?奉賢區(qū)二模）研究NO₂、NO、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）NO₂可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO

．利用反應(yīng)6NO₂（g）+8NH₃（g）

催化劑

加熱

7N₂（g）+12H₂O（g）也可處理NO₂．則化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

C7(N2)C12(H2O)

C6(NO2)C8(NH3)

；當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗的NO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是

6.72

L．
（2）汽車尾氣中含有NO和CO氣體，對(duì)環(huán)境有影響．已知平衡常數(shù)K的值大小，是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志．在25℃時(shí)，下列反應(yīng)及平衡常數(shù)如下
2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）-Q₁      K₁=1×10³⁰
2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）+Q₂        K₂=2.5×10⁹¹
為了完成汽車尾氣處理裝置的改造，除去氮氧化物、一氧化碳污染氣體，根據(jù)上述有關(guān)數(shù)據(jù)判斷，下列說法正確的是

C

A．改造后的尾氣裝置使用高溫高壓，可大量減少污染氣體的排放
B．汽車尾氣中氮氧化物在空氣中會(huì)自動(dòng)的轉(zhuǎn)化為氮肥，對(duì)植物生長(zhǎng)有益，可不必除去
C．改造后的尾氣裝置使用催化劑，可大量減少污染氣體的排放
D．根據(jù)K₁和K₂的數(shù)據(jù)，尾氣中NO和CO可自行轉(zhuǎn)化為無害氣體
（3）一定條件下將CO和H₂O發(fā)生反應(yīng)，可減少CO對(duì)環(huán)境的影響．若在700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H₂O，發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?CO₂+H₂（g）
反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表（表中t₁＜t₂）：

反應(yīng)時(shí)間/min	n（CO）/mol	H2O/mol
0	1.20	0.60
t1	0.80
t2		0.20

反應(yīng)在t₁min內(nèi)的平均速率為v（H₂）=

0.2

t1

mol?L^-1?min^-1，保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入2.40molCO和1.20molH₂O，到達(dá)平衡時(shí)，n（CO₂）

等于

0.80mol（填：大于、小于、等于）．
（4）酸雨是大氣污染的危害之一，二氧化硫（SO₂）的含量是空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)．某興趣小組同學(xué)收集某地的雨水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每隔1h，通過pH計(jì)測(cè)定雨水樣品的pH，測(cè)得的結(jié)果如下表：

測(cè)定時(shí)間/h	0	1	2	3	4
雨水樣品的pH	4.73	4.62	4.56	4.55	4.55

請(qǐng)寫出上述PH變化的原因（用化學(xué)方程式表示）

2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）二氧化氮可以和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；根據(jù)化學(xué)方程式以及電子轉(zhuǎn)移知識(shí)來回答；
（2）A．根據(jù)高壓對(duì)上述平衡無影響，溫度升高，該反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）-Q₁平衡逆向移動(dòng)；
B．氮氧化物在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)污染；
C．CO和NO在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成CO₂和N₂；
D．反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）進(jìn)行程度不大；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，t₁min內(nèi)參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為1.2mol-0.8mol=0.4mol，根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（CO），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
先根據(jù)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，CO的含量越少，所以在t₁到 t₂時(shí)間段內(nèi)，上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，到達(dá)平衡時(shí)，n（CO₂）=0.40mol，然后根據(jù)等效平衡來分析；
（4）排放出來的SO₂等氣體溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃隨雨水的下降，逐漸被空氣中的氧氣所氧化生成易電離的H₂SO₄，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，從而使雨水的酸性增強(qiáng)，pH減小．

解答：解：（1）NO₂與H₂O反應(yīng)的方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

C7(N2)C12(H2O)

C6(NO2)C8(NH3)

，6NO₂+8NH₃═7N₂+12H₂O，當(dāng)反應(yīng)中有1 mol NO₂參加反應(yīng)時(shí)，共轉(zhuǎn)移了4 mol電子，故轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗的NO₂為1.2mol×

1

4

×22.4L/mol=6.72L，
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；

C7(N2)C12(H2O)

C6(NO2)C8(NH3)

；6.72；
（2）A．改造后的尾氣裝置使用高溫高壓，不可大量減少污染氣體的排放，故A錯(cuò)誤；
B．氮氧化物在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)污染，必須除去，故B錯(cuò)誤；
C．CO和NO在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成CO₂和N₂，可大量減少污染氣體的排放，故C正確；
D．反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）進(jìn)行程度不大，尾氣中NO不可自行轉(zhuǎn)化為無害氣體，故D錯(cuò)誤；
故選：C；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，t₁min內(nèi)參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為1.2mol-0.8mol=0.4mol，v（CO）=

0.4mol 2L

t1min

=

0.2

t1

mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）=v（CO）=

0.2

t1

mol/（L?min），反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高，CO的含量越少，所以在t₁到 t₂時(shí)間段內(nèi)，上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，到達(dá)平衡時(shí)，n（CO₂）=0.40mol，保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入2.40molCO和1.20molH₂O，到達(dá)平衡時(shí)，平衡等效，n（CO₂）=0.80mol，
故答案為：

0.2

t1

；等于；
（4）雨水的pH值變小的原因是由于排放出來的SO₂等氣體溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃隨雨水的下降，逐漸被空氣中的氧氣所氧化生成易電離的H₂SO₄，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，從而使雨水的酸性增強(qiáng)，pH減小，故答案為：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題是道拼題，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，注意相關(guān)知識(shí)的積累與運(yùn)用．