Question

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，“節(jié)能減排”，減少全球溫室氣體排放，研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義。

（1）如圖是在101 kPa，298K條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO過(guò)程中的能量變化示意圖。

已知：

請(qǐng)寫出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方

程式： 。

（2）將0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一個(gè)容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，在不同條件下，反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。

①下列說(shuō)法正確的是 （填序號(hào)）。

a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到乎衡

b．當(dāng)向容器中再充人0． 20 mol NO時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，K增大

c．升高溫度后，K減小，N02的轉(zhuǎn)化率減小

d．向該容器內(nèi)充人He氣，反應(yīng)物的體積減小，濃度增大，所以反應(yīng)速率增大

②計(jì)算產(chǎn)物NO在0～2 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（NO）= mol·L-1·min-1

③第4 min時(shí)改變的反應(yīng)條件為 （填“升溫’’、“降溫’’）。

④計(jì)算反應(yīng)在第6 min時(shí)的平衡常數(shù)K= 。若保持溫度不變，此時(shí)再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，平衡將 移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（3）有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負(fù)極反應(yīng)式為 ，當(dāng)有0.25 mol SO2被吸收，則通過(guò)質(zhì)子（H+）交換膜的H+的物質(zhì)的量為 mol。

 

 

Answer 1

（1）2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-759.8kJ/mol；（2分）

（2）①c （2分） ②0.015 （2分）③升溫 （2分）④1/36 （2分） 逆向（2分）

（3）SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+ （2分） 0.5 （2分）

【解析】

試題分析：（1）由圖知298K條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO 的熱化學(xué)方程式為NO2（g）+CO（g）=NO（g） +CO2（g）△H=-234kJ/mol ③；NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體是氮?dú)夂投�氧化碳�(xì)怏w，根據(jù)蓋斯定律得②-①+2×③即為所求，所以答案是2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-759.8kJ/mol；

（2）①NO2（g）+CO（g）=NO（g） +CO2（g），該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)始終不變，a錯(cuò)誤；b、體積不變，NO的物質(zhì)的量增加，濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，K不變，錯(cuò)誤；c、升高溫度后，平衡逆向移動(dòng)，K減小，N02的轉(zhuǎn)化率減小，正確；d、充入氦氣，容器體積不變，所以反應(yīng)物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤答選c；

②在0～2 min內(nèi)NO的濃度增加0.03mol/L,所以v（NO）=0.03mol/L/2min=0.015 mol·L-1·min-1

③第4 min時(shí)反應(yīng)物濃度增大，生成物濃度減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，所以是升溫；

④6min時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度分別為c(NO2)=0.18 mol·L-1,c(CO)=0.08 mol·L-1,c(NO)=c(CO2)=0.02 mol·L-1,所以K= c(NO)·c(CO2)/c(NO2)·c(CO)=1/36；此時(shí)再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，則c(NO)·c(CO2)/c(NO2)·c(CO)>1/36，所以平衡逆向移動(dòng)；

(3)二氧化硫在負(fù)極通入，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+，當(dāng)有0.25molSO2被吸收時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5mol，根據(jù)得失電子守恒，正極發(fā)生O2+4e-+4H+=2H2O，則通過(guò)質(zhì)子（H+）交換膜的H+的物質(zhì)的量為0.5mol。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)平衡的移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，電化學(xué)原理理解分析