Question

【題目】CO、NO、NO2、SO2都是大氣污染物，減少這些氧化物排放對于環(huán)境保護具有重要的意義。

已知下列熱化學(xué)方程式

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+68kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=-221.0kJ·mol-1

（1）2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)ΔH=__kJ·mol-1。

①某溫度下，在2L密閉容器中充入0.4mo1CO和0.6molNO2，此時容器的壓強為2.0×105Pa，5s時，容器的壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>0.95倍，則從反應(yīng)開始到5秒末NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)=__mol/(L·s)。

②下列能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是__。

A.適當升高溫度

B.減小容器體積使體系壓強增大

C.及時分離出CO2

D.向密閉容器中再充入0.4molNO2

（2）某溫度下，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：

a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K1=7.0×1016

b.2NO(g)N2(g)+O2(g) K2=2.1×1030

反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K3=__。

（3）在催化劑作用下用CO還原NO2進行尾氣處理。

①相同條件下，選用A、B、C三種催化劑進行反應(yīng)，生成N2的物質(zhì)的量與時間變化如圖a�；罨�能最小的是_(用E(A)、E(B)、E(C)表示三種催化劑下該反應(yīng)活化能)。

②在催化劑B作用下，測得相同時間內(nèi)，處理NO2的量與溫度的關(guān)系如圖b。圖中曲線先增大后減小，請說明后減小的原因___(假設(shè)該溫度范圍內(nèi)催化效率相同)。

（4）煤燃燒產(chǎn)生的SO2用NaOH溶液吸收，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可以制備H2SO4，其原理如圖c所示(電極材料為石墨)。a電極反應(yīng)式為__。b為_(陰、陽)極，d離子交換膜為__(陰、陽)離子交換膜。

Answer 1

【答案】-1200 0.01 BD K3=3.0×1013 E(C) 因正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，300℃已平衡，溫度升高平衡逆向移動 SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+ 陰 陽

【解析】

(1)已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1，

②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH2=+68kJ·mol-1，

③2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH3=-221.0kJ·mol-1，

根據(jù)蓋斯定律：①×4-③×2-②可得：2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)ΔH=-1200kJ·mol-1；

①結(jié)合題意，設(shè)5s末二氧化氮的物質(zhì)的量變化量為x，列“三段式”，

相同條件下物質(zhì)的量之比等于壓強之比，則，解得x=0.1mol，因此5秒末NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)==0.01mol/(L·s)；

②結(jié)合(1)計算，正反應(yīng)放熱且氣體體積減小的反應(yīng)，

A．適當升高溫度，反應(yīng)速率增大，但平衡逆向移動，故A不符合題意；

B．減小容器體積使體系壓強增大，反應(yīng)速率加快，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正向移動，故B符合題意；

C．及時分離出CO2，生成物濃度減小，平衡正向移動，但反應(yīng)速率減慢，故C不符合題意；

D．向密閉容器中再充入0.4molNO2，反應(yīng)正向移動，NO2濃度增大，反應(yīng)速率加快，故D符合題意；

答案選BD；

(2)已知：a．2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K1==7.0×1016，

b．2NO(g)N2(g)+O2(g) K2==2.1×1030，

反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K3=====3×1013；

(3)①催化劑可以降低活化能，從而使反應(yīng)速率加快，根據(jù)圖a分析可得，曲線C反應(yīng)速率最快，則活化能最低的為E(C)；

②300℃時反應(yīng)達到平衡，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，300℃之前，隨溫度升高反應(yīng)正向進行，處理NO2的量逐漸增多，達到平衡后，處理NO2的量達到最大值，由于反應(yīng)為放熱，繼續(xù)升高溫度平衡逆向移動，處理NO2的量逐漸減少；

(4)將所得的Na2SO3溶液進行電解，可以制備H2SO4，根據(jù)裝置圖，a電極所在的上口流出的應(yīng)該是濃度較大的硫酸，b電極所在的上口流出的是濃度較大的氫氧化鈉，即SO32-通過c膜在電極a失去電子被氧化為硫酸根離子，a為陽極，電極反應(yīng)為：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+，c膜為陰離子交換膜；鈉離子通過d膜靠近b電極，與b電極產(chǎn)生的氫氧根離子結(jié)合形成氫氧化鈉，b為陰極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，d膜為陽離子交換膜。