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【題目】I.硫和氮的氧化物直接排放會引發(fā)嚴重的環(huán)境問題,請回答下列問題:

(1)下列環(huán)境問題主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引發(fā)的是_______________

A.全球變暖 B.酸雨 C.水體富營養(yǎng)化(水華) D.白色污染

(2)SO2的排放主要來自于煤的燃燒。常用石灰石脫硫,其產物可以做建筑材料。

已知:CaCO3(s)==CO2(g)+CaO(s) △H=+178.2kJ/mol

SO2(g)+CaO(s)==CaSO3(s) △H=-402kJ/mol

2CaSO3(s)+O2(g )==2CaSO4(s) △H=-234.2kJ/mol

寫出石灰石脫硫的熱化學反應方程式_________________________________。

Ⅱ.NOx的排放主要來自于汽車尾氣,包含NO2 和NO,有人提出用活性炭對NOx進行吸附,發(fā)生反應如下:

反應a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol

反應b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol

(3)對于反應a,在T1℃時,借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質的濃度如下:

時間(min)

濃度(mol·L-1

0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0. 58

0. 40

0. 40

0. 48

0. 48

N2

0

0. 21

0.30

0. 30

0. 36

0. 36

①0~10min內,NO的平均反應速率v(NO)=_____,當升高反應溫度,該反應的平衡常數K____________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡;根據上表中的數據判斷改變的條件可能是_________(填字母)。

a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO

c.適當縮小容器的體積 d.加入合適的催化劑

(4)某實驗室模擬反應b,在密閉容器中加入足量的C 和一定量的NO2氣體,維持溫度為T2℃,如圖為不同壓強下反應b經過相同時間NO2的轉化率隨著壓強變化的示意圖

請從動力學角度分析,1050 kPa 前,反應b 中NO2轉化率隨著壓強增大而增大的原因____________;在1100 kPa時,NO2的體積分數為_________________________

(5)用某物質的平衡分壓代替其物質的量濃度也可以表示化學平衡常數(記作Kp);在T2℃、1.1×106Pa時,該反應的化學平衡常數Kp=___________(計算表達式表示);已知:氣體分壓(p)=氣體總壓(p)× 體積分數。

【答案】B 2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) △H=-681.8kJ/mol 0.042mol/(L·min) 減小 bc 1050kPa前反應未達平衡狀態(tài),隨著壓強增大,反應速率加快,NO轉化率提高 50% Pa或Pa

【解析】

(1)A.全球變暖是二氧化碳引起的溫室效應,故A錯誤;B.酸雨主要硫氧化物和氮氧化物的排放引起的,故B正確;C.水體富營養(yǎng)化(水華)主要是含NP元素的廢水的排放引起的,故C錯誤;D.白色污染是廢舊塑料引起的環(huán)境問題,故D錯誤;故選B;

(2)已知:①CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s) H=+178.2kJ/mol,SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) H=-402kJ/mol,2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) H=-234.2kJ/mol,石灰石、二氧化硫、氧氣和水反應生成生石膏的反應為2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)=2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g),根據蓋斯定律,該反應等于①×2+×2+③,計算H=+178.2×2+(-402)×2+(-234.2)=-681.8kJ/mol,故答案為:2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)=2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)H=-681.8kJ/mol;

(3)0~10min內,NO的平均反應速率v(NO)== 0.042mol/(L·min);該反應為放熱反應,升高反應溫度,平衡逆向移動,反應的平衡常數K減小,故答案為:0.042mol/(L·min);減;

②根據表格數據可知,30min后,NO的濃度增大,N2的濃度也增大。a.加入一定量的活性炭平衡不移動,錯誤;b.通入一定量的NO,NO的濃度增大,平衡正向移動,N2的濃度增大,正確;c.適當縮小容器的體積,所有氣體的濃度均增大,正確;d.加入合適的催化劑平衡不移動,錯誤;故選bc;

(4)1050kPa前反應未達平衡狀態(tài),隨著壓強增大,反應速率加快,NO轉化率提高,在1100kPa時,NO2的轉化率為40%,根據2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),假設二氧化氮共有2mol,則反應的二氧化氮為0.8mol,生成的氮氣為0.4mol,二氧化碳為0.8mol,NO2的體積分數=×100%=50%,故答案為:1050kPa前反應未達平衡狀態(tài),隨著壓強增大,反應速率加快,NO轉化率提高;50%;

(5)根據圖像,T2、1.1×106Pa時,平衡狀態(tài)下,NO2的轉化率為40%,根據2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),假設二氧化氮共有2mol,則反應的二氧化氮為0.8mol,剩余的二氧化氮為1.2mol,生成的氮氣為0.4mol,二氧化碳為0.8mol,則各物質的平衡分壓分別為二氧化氮為×1.1×106Pa,生成的氮氣為×1.1×106Pa ,二氧化碳為×1.1×106Pa,反應的化學平衡常數Kp==×1.1×106Pa,故答案為:×1.1×106Pa。

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②該電池放電時,OH-____(正極負極)移動。

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