Question

【題目】NOx、SO2的處理轉(zhuǎn)化對環(huán)境保護有著重要意義。

（1）利用反應2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)，可實現(xiàn)汽車尾氣的無害化處理。一定條件下進行該反應，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m=]的關(guān)系如圖1所示。

①該反應的ΔH ____0(填“>”“<”或“＝”)。

②下列說法正確的是________(填字母)。

A．當體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變時，反應達到平衡狀態(tài)

B．投料比：m1＞m2＞m3

C．當投料比m＝2時，NO轉(zhuǎn)化率是CO轉(zhuǎn)化率的2倍

D．汽車排氣管中的催化劑可提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率

③隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因為________。

（2）若反應2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反應速率可表示為：v正=k正·c2(NO) ·c2(CO)；v逆=k逆·c (N2) ·c2(CO2), k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)， 僅與溫度有關(guān)。一定溫度下，在體積為1L的容器中加入2molNO和2molCO發(fā)生上述反應，測得CO和CO2物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖2所示，則a點時v正∶v逆＝________。

（3）工業(yè)生產(chǎn)排放的煙氣中同時存在SO2、NOx和CO，利用它們的相互作用可將SO2、NOx還原成無害物質(zhì)，一定條件下得到以下實驗結(jié)果。圖3為298K各氣體分壓(氣體的物質(zhì)的量分數(shù)與總壓的乘積)與CO物質(zhì)的量分數(shù)的關(guān)系，圖4為CO物質(zhì)的量分數(shù)為2.0%時，各氣體分壓與溫度的關(guān)系。

下列說法不正確的是________(填字母)。

A．不同溫度下脫硝的產(chǎn)物為N2，脫硫的產(chǎn)物可能有多種

B．溫度越高脫硫脫硝的效果越好

C．NOx比SO2更易被CO還原

D．體系中可能發(fā)生反應：2COS = S2＋2CO；4CO2＋S2 = 4CO＋2SO2

（4）NH3催化還原氮氧化物是目前應用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。用活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO還原成N2的一種反應歷程如圖5所示，則總反應方程式為________。

（5）用間接電化學法去除煙氣中NO的原理如圖6所示，則陰極的電極反應式為____。

Answer 1

【答案】＜ AB 溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡移動的影響 160：1 B 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O

【解析】

(1)①由圖象可知，起始投料比m一定時，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低；

②A.起始投料比m一定時，而反應中NO、CO的變化量相同，體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變，即體系中CO2、CO物質(zhì)的量濃度不變，據(jù)此判斷；

B.由圖象可知，溫度一定時，增大NO濃度，CO轉(zhuǎn)化率增大；
C.根據(jù)轉(zhuǎn)化率α=變化量與起始量的比值和反應中NO、CO的變化量相同分析判斷；

D.催化劑不能改變反應進程，只改變反應速率；

③由圖象可知，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近，主要原因是溫度的影響起主導作用，投料比不同的影響為次要因素；

(2)反應達到平衡時v正=k正c2（NO）c2（CO）=v逆=k逆c（N2）c2（CO2），則平衡常數(shù)K= ，結(jié)合反應三段式計算平衡常數(shù)K和a點時各物質(zhì)的濃度，代入v正、v逆計算v正：v逆；

(3)A．由圖可知，NOx還原成無害物質(zhì)為氮氣，脫硫的產(chǎn)物可能有多種，與溫度有關(guān)； B．溫度高于1000℃時二氧化硫的含量增大，說明溫度越高不利于脫硫；

C．根據(jù)圖3，隨CO物質(zhì)的量分數(shù)增大，還原NOx生成氮氣曲線斜率變化比較小，而還原SO2需要CO物質(zhì)的量分數(shù)較大時才能將SO2從煙氣中分離；

D．根據(jù)圖4，COS分壓曲線隨溫度升高減小，S2、CO分壓增大，繼續(xù)升高溫度，S2、CO2分壓減小，CO分壓增大；

(4)用活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO 還原成N2，同時生成水，原子守恒配平書寫化學方程式；

(5) 陰極通入的SO32-發(fā)生得電子的還原反應生成S2O42-。

(1)①由圖象可知，起始投料比m一定時，溫度越高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低，即升高溫度平衡逆向移動，所以正反應放熱，即△H＜0；
②A．反應正向進行時CO2增多而CO減少，說明未達到平衡時二者比值會變，所以體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．由圖象可知，溫度一定時，增大NO濃度，CO轉(zhuǎn)化率增大，即起始投料比m越大時，CO轉(zhuǎn)化率越大，所以投料比：m1＞m2＞m3，故B正確；
C．由反應計量關(guān)系可知，反應中NO、CO的變化量相同，平衡轉(zhuǎn)化率α=×100%，所以平衡轉(zhuǎn)化率與起始量成反比，即投料比m=2時CO轉(zhuǎn)化率是NO轉(zhuǎn)化率的2倍，故C錯誤；
D．催化劑不能改變反應進程，只改變反應速率，所以NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤；
故答案為：AB；
③由圖象可知，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近，隨溫度逐漸升高，溫度的影響起主導作用，即溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡移動的影響；

(2)平衡時三段式為：

平衡時正逆反應速率相等即k正c2(NO)c2(CO)= k逆c(N2)c2(CO2)，所以=80；

a點時反應三段式為：

a點時c(CO)=c(CO2)，則2-2x=2x，解得x=0.5，所以a點時c(CO)=c(CO2)=c(NO)=1mol/L，c(N2)=0.5mol/L，所以=160，即v正：v逆=160：1；

(3)A．由圖可知，NOx還原成無害物質(zhì)為氮氣，脫硫的產(chǎn)物可能有多種，與溫度有關(guān)，故A正確；
Bspan>．溫度高于1000℃時二氧化硫的含量增大，說明溫度越高不利于脫硫，故B錯誤；
C．根據(jù)圖3，隨CO物質(zhì)的量分數(shù)增大，還原NOx生成氮氣曲線斜率變化比較小，而還原SO2需要CO物質(zhì)的量分數(shù)較大時才能將SO2從煙氣中分離，說明CO更易與NOx反應，則NOx比SO2更易被CO還原，故C正確；
D．根據(jù)圖4，COS分壓曲線隨溫度升高減小，S2、CO分壓增大，繼續(xù)升高溫度，S2、CO2分壓減小，CO分壓增大，說明體系中可能發(fā)生反應：2COSS2+2CO；4CO2+S24CO+2SO2，故D正確；
故答案為：B；
(4)活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO還原成N2，還生成水，反應為4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

(5)陰極上亞硫酸根離子得到電子，陰極的電極反應式為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。