Question

(8分)2013年以來全國各地都遭遇“十面霾伏”。其中，二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成成分。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當前的重要研究內(nèi)容。

（1）NO2有較強的氧化性，能將SO2氧化生成SO3，本身被還原為NO，已知下列兩反應(yīng)過程中能量變化如圖所示：

則NO2氧化SO2的熱化學(xué)方程式為 _____________________________ 。

（2）SO2與O2反應(yīng)時的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：

①壓強：Pl P2(填“>”、“=”或“<”)。

②平衡常數(shù)：A點 B點(填“>”、“=”或“<”)。

③200℃下，將一定量的SO2和O2充人體積為1 L的密閉容器中，經(jīng)10min后測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表所示：

氣體	SO2	O2	SO3
物質(zhì)的量（mol）	1．6	1．8	0．4

 

 

10min內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(O2)= ；該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標志是 。

a．SO2和O2的體積比保持不變 b．體系的壓強保持不變

c．混合氣體的密度保持不變 d．SO2和SO3物質(zhì)的量之和保持不變

（3）用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。

①寫出氨氣消除NO污染的化學(xué)方程式 ___________________________ ；

②若還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多0．5mol，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 ________ 。

 

Answer 1

（1）NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH＝－41．8kJ/mol（1分）

（2）①＜（1分）②=（1分）③0．02mol/(L·min) （1分） ab（1分）

（3）①4NH3+6NO=5N2+6H2O（2分） ②6mol或6×6．02×1023（1分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖像1可得：①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6kJ?mol?1，根據(jù)圖像2可得：②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=－113.0kJ?mol?1，根據(jù)蓋斯定律：①×1/2—②×1/2得NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH=－41.8kJ?mol?1；（2）①SO2與O2反應(yīng)的反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大；由圖像可知，壓強為P2時二氧化硫平衡轉(zhuǎn)化率較大，即壓強：Pl ＜P2；②由圖像可知，A、B兩點溫度相同，平衡常數(shù)的影響因素為溫度，故平衡常數(shù)：A點=B點；③根據(jù)公式v=△n/V△t 代入題給數(shù)據(jù)計算v （SO3）=0.4mol/1L×10min=0．04mol/(L·min)，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比得10min內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(O2)= 0．02mol/(L·min)；根據(jù)“變量不變，已達平衡”判斷；a．分析題給數(shù)據(jù)知，隨著反應(yīng)的進行SO2和O2的體積比不斷變化，當其保持不變時已達平衡，正確；b．隨著反應(yīng)的進行容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量不斷減小，體系的壓強不斷減小，當其保持不變時已達平衡，正確；c．等容條件下混合氣體的密度為恒量，不能作平衡標志，錯誤；d．SO2和SO3物質(zhì)的量之和始終為2mol，不能作平衡標志，錯誤，選ab。（3）①氨氣與NO反應(yīng)生成氮氣和水，利用化合價升降法配平，化學(xué)方程式為4NH3+6NO=5N2+6H2O；②根據(jù)上述反應(yīng)知，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12e－，還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1mol，若還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多0．5mol，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol或6×6．02×1023。

考點：考查熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，氧化還原方程式的書寫和計算。