Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)NOx和SO2是霧霾的主要成分。

I．NOx主要來源于汽車尾氣，可以利用化學(xué)方法將二者轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。

已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ· mol－1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=－564 kJ· mol－1

(1)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H=___________，該反應(yīng)在___________下能自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”低溫”或“任意溫度”)

(2)T℃時，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過程0－5min中NO的物質(zhì)的量隨時間變化如右圖所示。

①已知：平衡時氣體的分壓=氣體的體積分?jǐn)?shù)×體系的總壓強(qiáng)，T℃時達(dá)到平衡，此時體系的總壓強(qiáng)為Ｐ=14MPa，則T℃時該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)Kp=___________MPa－1；平衡后，再向容器中充入NO和CO2各0.1mol，平衡將___________(填“向左”“向右”或“不")移動

②15min時，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是___________(填字母)

A．升溫 B．增大CO濃度 C．加入催化劑 D減小容器體積

Ⅱ．SO2主要來源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。

(1)已知：亞硫酸的電離常數(shù)為Ka1=2.0×10－2，Ka2=6.0×10－7。則NaSO3溶液呈___________(填“酸性”、“中性”或“堿性”)

(2)如圖所示的電解裝置，可將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，從而實現(xiàn)廢氣的回收再利用。通入NO的電極反應(yīng)式為___________；若通入的N體積為4.48L(標(biāo)況下)，則另外一個電極通入SO2的質(zhì)量理論上應(yīng)為__________g。

Answer 1

【答案】－744 kJ·mol－1 低溫 0.125(或1/8) 不 BD 酸性 6H＋＋NO＋5e－===NH4+＋H2O 32

【解析】

根據(jù)蓋斯定律和△G=△HT△S<0解答；根據(jù)三段式, 化學(xué)平衡常數(shù)K 與Qc的關(guān)系進(jìn)行判斷；根據(jù) 15min時,改變某一因素,NO的物質(zhì)的量減少,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,結(jié)合化學(xué)平衡的影響因素分析；根據(jù)HSO3的電離平衡常數(shù)與水解平衡常數(shù)大小判斷；根據(jù)電解裝置得失電子數(shù)目守恒進(jìn)行計算。

（1）根據(jù)蓋斯定律①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ· mol－1 ②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=－564 kJ· mol－1,②①得：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H= (564180)kJmol1=744kJmol1，該反應(yīng)為氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，其△H<0、△S<0，則溫度處于低溫下滿足△G=△HT△S<0，能自發(fā)進(jìn)行；故答案為：744kJmol1；低溫；

(2)①由圖1知,2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)，

起始(mol) 0.4 0.4 0 0

轉(zhuǎn)化(mol) 0.2 0.2 0.2 0.1

平衡(mol) 0.2 0.2 0.2 0.1

各組分的體積分?jǐn)?shù)分別是：、、、，,Kp==(14×)2×(14)/ [(14×)2×(14×)2]=0.125；根據(jù)①的分析,化學(xué)平衡常數(shù)K==5,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，此時的濃度商Qc==5=K，因此平衡不移動；故答案為：0.125；不；

②15min時，改變某一因素，NO的物質(zhì)的量減少，說明平衡向正反應(yīng)方向移動：

A. 正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的物質(zhì)的量增大，故A錯誤；

B. 增大CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO的物質(zhì)的量減小，故B正確；

C. 加入催化劑，化學(xué)平衡不移動，故C錯誤；

D. 減小容器的體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO物質(zhì)的量減小，故D正確；

故答案為：BD；

Ⅱ(1)由于HSO3的水解常數(shù)K=Kw/Ka1=5.0×1013<Ka2=6.0×107,說明HSO3的電離平衡常數(shù)大于水解平衡常數(shù)，則HSO3的溶液顯酸性；答案：酸性；

(2)根據(jù)電解裝置，NO和SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨，說明NO轉(zhuǎn)化成NH4+，即NO在陰極上發(fā)生反應(yīng)NO+6H++5e=NH4++H2O，陽極反應(yīng)式為SO2+2H2O2e=4H++SO42,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，有2NO10e5SO2，則SO2的物質(zhì)的量為：n(SO2)=5/2n(NO)=4.48L/22.4Lmol-1×5/2=0.5mol，SO2的質(zhì)量為64g/mol×0.5mol=32g，故答案為：6H＋＋NO＋5e－===NH4+＋H2O；32。