Question

【題目】2013年，“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞．近年來，對“霧霾”的防護與治理成為越來越重要的環(huán)境問題和社會問題．霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成．
（1）機動車的尾氣是霧霾形成的原因之一，近幾年有人提出利用選擇性催化劑利用汽油中揮發(fā)出來的C3H6催化還原尾氣中的NO氣體，請寫出該過程的化學(xué)方程式：
（2）我國北方到了冬季燒煤供暖所產(chǎn)生的廢氣也是霧霾的主要來源之一．經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒，發(fā)現(xiàn)能夠降低燃煤時NO的排放，主要反應(yīng)為：
2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H
若①N2（g）+O2（g）2NO（g）△H1=+180.5kJmol﹣1
②CO（g）C（s）+ O2（g）△H2=+110.5kJmol﹣1
③C （s）+O2（g）CO2（g）△H3=﹣393.5kJmol﹣1
則△H=kJmol﹣1 ．
（3）燃煤尾氣中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液，在pH為4～7之間時電解，硫元素在鉛陰極上被電解還原為Na2S2O4 ． Na2S2O4俗稱保險粉，廣泛應(yīng)用于染料、印染、造紙、食品工業(yè)以及醫(yī)學(xué)上．這種技術(shù)是最初的電化學(xué)脫硫技術(shù)之一．請寫出該電解反應(yīng)中陰極的電極方程式：
（4）SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸或者硫酸銨，其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）．若在T1℃、0.1MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2（其中n（SO2）：n（O2）=2：1），測得容器內(nèi)總壓強與反應(yīng)時間如圖所示：
①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=
②圖中A點時，SO2的轉(zhuǎn)化率為
③計算SO2催化氧化反應(yīng)在圖中B點的壓強平衡常數(shù)K=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）
④若在T2℃，其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如圖所示，則T1T2（填“＞”、“＜”、“=”）；其中C點的正反應(yīng)速率vc（正）與A點的逆反應(yīng)速率vA（逆）的大小關(guān)系為vc（正）vA逆） （填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

【答案】
（1）2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2
（2）﹣746.5
（3）2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O
（4）；45%；24300 （Mpa）﹣1；＜；＞
【解析】（1）C3H6催化還原尾氣中的NO氣體，可以得到無毒的氣體氮氣和二氧化碳，即2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2；所以答案是：2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2；（2））②×2+③×2﹣①得到2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g），反應(yīng)的焓變=2（+110.5kJmol﹣1）+2（﹣393.5kJmol﹣1）﹣（180.5kJmol﹣1）=﹣746.5kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣746.5kJmol﹣1；（3）電解反應(yīng)中陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O，所以答案是：2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O；（4）①2SO2（g）+O2（g）2SO3 ， 反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ，所以答案是： ；
②依據(jù)化學(xué)三行列式計算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為x，
2SO2（g）+O2（g）2SO3
起始量（mol） 2a a 0
變化量（mol） 2x x 2x
平衡量（mol）2a﹣2x a﹣x 2x
圖中A點時，氣體物質(zhì)的量0.085，則 = ，x=0.45aSO2的轉(zhuǎn)化率= ×100%=45%，
所以答案是：45%；
③圖中B點，依據(jù)化學(xué)三行列式計算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為y，
2SO2（g）+O2（g）2SO3
起始量（mol） 2a a 0
變化量（mol） 2y y 2y
平衡量（mol）2a﹣2y a﹣y 2y
B點氣體物質(zhì)的量為 0.007，則 = ，y=0.9a，平衡常數(shù)K=（ ）=24300（MPa）﹣1 ，
所以答案是：24300（MPa）﹣1；
④圖象分析可知，先拐先平溫度高則T1＜T2 ， C點是平衡狀態(tài)，A點反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，其中C點的正反應(yīng)速率vC（正）與A點的逆反應(yīng)速率vA（逆）的大小關(guān)系為vC（正）＞vA（逆）
所以答案是：＜，＞．
【考點精析】本題主要考查了反應(yīng)熱和焓變和反應(yīng)速率的定量表示方法的相關(guān)知識點，需要掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱；反應(yīng)速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t才能正確解答此題．