Question

【題目】煙氣脫硝技術(shù)是煙氣治理的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。

（1）用NH3選擇性脫除氮氧化物，有如下反應(yīng)：

6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)

已知化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵	NO中的氮氧鍵	N-H	NN	O-H
鍵能（kJ·mol-1）	a	b	c	d

則該反應(yīng)的ΔH=__kJ·mol-1。

（2）在汽車(chē)尾氣的凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1。

實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)（k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)）

①達(dá)平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)__k逆增大的倍數(shù)（填“＞”或“＜”或“＝”）。

②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為50%，則=__。

（3）現(xiàn)利用反應(yīng)除去汽車(chē)尾氣中的NOx：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ·mol-1。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)，催化反應(yīng)相同時(shí)間，測(cè)得不同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率a（NO）隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K前反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，原因是__。

（4）以連二硫酸根（S2O42-）為媒介，使用間接電化學(xué)法也可處理燃煤煙氣中的NO，裝置如圖所示：

①陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為__。

②NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+，若通電時(shí)電路中轉(zhuǎn)移了0.3mole-，則此通電過(guò)程中理論上吸收的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為__mL。

Answer 1

【答案】6a+12b-5c-12d ＜ 1 1050K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 1344

【解析】

（1）反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵；

（2）①根據(jù)升溫對(duì)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1的平衡移動(dòng)及反應(yīng)速率的影響幅度來(lái)判斷；

②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為50%，用三段式求出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，再按照平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等來(lái)計(jì)算；

（3）假如已平衡，升溫平衡應(yīng)左移，轉(zhuǎn)化率下降，之所以有矛盾，從假設(shè)不成立角度分析；

（4）①陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，從圖中找出陰極反應(yīng)物，寫(xiě)它發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式；

②NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+，寫(xiě)出關(guān)系式，按電子數(shù)守恒，求出一氧化氮在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積；

（1）反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵，ΔH=（6a+12b-5c-12d）kJ·mol-1；

答案為：6a+12b-5c-12d；

（2）①該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，僅升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，所以逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，則正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)小于逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，所以k正增大的倍數(shù)<k逆增大的倍數(shù)；

答案為：＜；

②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為50%， 平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)，則 k正·c2(NO)·c2(CO) =k逆·c(N2)·c2(CO2)，因?yàn)槭?/span>1L的密閉容器，k正×0.52×0.52=k逆·×0.25×0.52，則=1；

答案為：1；

（3）假如已平衡，升溫平衡應(yīng)左移，轉(zhuǎn)化率下降，而當(dāng)反應(yīng)在建立平衡的過(guò)程中時(shí)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大；

答案為：1050K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大；

（4）①由圖可知，陰極區(qū)通入液體主要含SO32-，流出主要含S2O42-，所以陰極區(qū)電極反應(yīng)式為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

答案為：2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

②NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+，若通電一段時(shí)間后陰極區(qū)n(SO32-)減少了0.3mol，此過(guò)程轉(zhuǎn)移0.3mole；由于NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+，NO～NH4+～5e，若電路中轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移0.3mole，消耗NO0.06mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為V(NO)=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL；

答案為：1344。