(14分)近幾年來,我國中東部地區(qū)陷入嚴重的霧霾天氣,面對全球近期的氣候異常,環(huán)境問題再次成為焦點。非金屬氧化物的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑之一。請運用化學反應原理知識,回答下列問題:
Ⅰ、目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH
4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH
4(g)+4NO
2(g)=4NO(g)+CO
2(g)+2H
2O(g) △H=-57kJ?mol
-1②4CH
4(g)+4NO(g)=2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g);△H=-1160kJ?mol
-1③H
2O(g)=H
2O(l) △H=-44.0kJ?mol
-1寫出CH
4(g)與NO
2(g)反應生成N
2(g),CO
2(g)和H
2O(l)的熱化學方程式________________。
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為:C(s)+ 2NO(g)
N
2(g)+CO
2(g)某研究小組向恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T℃)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下:
濃度(mol/L) 時間(min)
| NO
| N2
| CO2
|
0
| 0.100
| 0
| 0
|
10
| 0.058
| 0.021
| 0.021
|
20
| 0.040
| 0.030
| 0.030
|
30
| 0.040
| 0.030
| 0.030
|
40
| 0.032
| 0.034
| 0.017
|
50
| 0.032
| 0.034
| 0.017
|
①T℃時該反應的平衡常數為____________(結果保留兩位有效數字)。
②30 min后改變某一條件,反應重新達到平衡,則改變的條件可能是___________________。
③若30min后升高溫度重新達到平衡時,容器中NO、N
2、CO
2的濃度之比為5:3:3,則該反應
△H_________0(填“<”“>”“=”)。
Ⅱ、某科研小組為治理SO
2對大氣的污染,利用煙氣中的SO
2為原料制取硫酸。
(1)利用原電池原理,用SO
2、O
2和H
2O來制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。請寫出該電池負極的電極反應式__________。
(2)利用Na
2SO
3溶液充分吸收SO
2制得NaHSO
3溶液。
①常溫時吸收液吸收SO
2的過程中,pH隨n(SO
32-):n(HSO
3-)變化關系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-)
| 91:9
| 1:1
| 1:91
|
pH
| 8.2
| 7.2
| 6.2
|
以下離子濃度關系的判斷正確的是
A.NaHSO
3溶液中c(H
+)<c (OH
-)
B.Na
2SO
3溶液中c(Na
+)>c (SO
32-)>c (HSO
3-)>c (OH
-)>c(H
+)
C.當吸收液呈中性時,c(Na
+)>c (HSO
3-)>c (SO
32-)>c(OH
-)=c(H
+)
D.當n(SO
32-):n(HSO
3-)=1:1時,c(Na
+)=c (HSO
3-)+2c (SO
32-)
②然后電解該NaHSO
3溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應的電極反應式______________________________________。