Question

【題目】近幾年我國(guó)大面積發(fā)生霧霾天氣，其主要原因是SO2、NOx等揮發(fā)性有機(jī)物等發(fā)生二次轉(zhuǎn)化，研究碳、氮、硫及其化合物的轉(zhuǎn)化對(duì)于環(huán)境的改善有重大意義。

（1）在一定條件下，CH4可與NOx反應(yīng)除去NOx，已知有下列熱化學(xué)方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g) △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l) △H＝-41.0 kJ·mol-1

則CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g) △H＝____kJ·mol-1；該反應(yīng)在________（高溫，低溫，任何溫度）下可自發(fā)進(jìn)行

（2）若在T1℃、0.1 MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，測(cè)得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時(shí)間如下圖所示。

①圖中A點(diǎn)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為________。

②在其他條件不變的情況下，測(cè)得T2℃時(shí)壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示，則C點(diǎn)的正反應(yīng)速率0(正)與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率A(逆)的大小關(guān)系為0(正)_____ A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③圖中B點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=__________(MPa)－1。(Kp=壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

（3）利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當(dāng)廢氣在塔內(nèi)停留時(shí)間均為 90s 的情況下，測(cè)得不同條件下 NO 的脫氮率如圖Ⅰ、Ⅱ所示。

①由圖I知，當(dāng)廢氣中的NO含量增加時(shí)，宜選用______________法提高脫氮效率。

②圖Ⅱ中，循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率，其可能原因?yàn)?/span>______________。

Answer 1

【答案】－875.3 任何溫度下 45% ＞ 24300(MPa)－1 好氧硝化 Fe2+、Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律求焓變；

（2）列三段式求解轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)；

（3）根據(jù)圖像分析，得出結(jié)論。

（1）根據(jù)蓋斯定律，得到目標(biāo)方程式： ，故焓變?yōu)椋?/span> ，跟據(jù)方程式，反應(yīng)氣體增多，所以該反應(yīng)為熵增反應(yīng)， ，故該反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，

答案為：－875.3；任何溫度下；

（2）①依據(jù)化學(xué)三段列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為x， 圖中A點(diǎn)時(shí)，氣體總壓強(qiáng)0.085，則，得x=0.45a，故SO2的轉(zhuǎn)化率，

故答案為：45%；

②圖象分析可知，先拐先平溫度高則T1<T2，C點(diǎn)是平衡狀態(tài)，A點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，其中C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vC(正)與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率vA(逆)的大小關(guān)系為vC(正)>vA(逆)

故答案為：>；

③圖中B點(diǎn)，依據(jù)化學(xué)三行列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為y，，B點(diǎn)氣體總壓強(qiáng)為0.007，則 ，y=0.9a，平衡常數(shù) ，故答案為：24300(MPa)1；

（3）①根據(jù)圖I可知，當(dāng)濃度大的時(shí)候，好氧硝化法脫氮率更高，

故答案為：好氧硝化；

②根據(jù)圖Ⅱ，循環(huán)吸收液加入提高了脫氮的效率，故可能是起到了催化作用，

答案為：對(duì)該反應(yīng)有催化作用。