Question

硫及其化合物在化学工业中应用非常广泛．
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂气体，其中______能导致光化学烟雾的形成；
目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化．
如：CO（g）+NO₂（g）⇌NO（g）+CO₂（g）△H=-akJ•mol^-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H=-bkJ•mol^-1（b＞0）
则用标准状况下的3.36L CO还原NO₂至N₂（CO完全反应）的整个过程中放出的热量为______kJ（用含有a和b的代数式表示）．
（2）工业上生产硫酸时，将SO₂氧化为SO₃是关键一步．
①某温度下，已知2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g），△H=-196kJ•mol^-1．开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO₂（g）和5.0mol O₂（g），5分钟后反应达到平衡，共放出热量196kJ，该温度下此反应的平衡常数K=______，用O₂表示的反应速率为______．
②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO₂和1molO₂，发生下列反应：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g），达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大的是______（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO₃
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N₂
C．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO₃
D．升高温度
E．移动活塞压缩气体
（3）某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式______．

Answer

（1）从光化学烟雾的形成原因进行分析，主要是汽车尾气中排放的氮氧化物在大气中发生复杂的变化形成的；催化净化汽车尾气是当前主要的措施，使有毒气体转化为无毒气体，标准状况下的3.36L CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中放出的热量，依据题给热化学方程式结合盖斯定律进行合并消去一氧化碳，计算得到；
（2）①依据热化学方程式结合平衡三段式计算，求的用O2表示的反应速率，利用得到各物质的平衡浓度计算化学平衡常数；
②依据恒温恒容和恒温恒压条件下的反应特点，结合影响化学平衡的因素进行分析推断；
（3）原电池负极发生氧化反应，SO2被氧化生成SO42-；
【解析】
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中氮氧化物是引起光化学烟雾的原因，故NO2能导致光化学烟雾的形成；
    ①CO（g）+NO2（g）⇌NO（g）+CO2（g）△H=-akJ•mol-1（a＞0）
    ②2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ•mol-1（b＞0）
①×2+②得到：4CO（g）+2NO2（g）⇌4CO2（g）+N2（g）△H=-（2a+b）kJ•mol-1
标准状况下的3.36L CO的物质的量═=0.15mol；根据合并得到的热化学方程式可以计算得到标准状况0.15molCO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中放出的热量为：
=KJ；
故答案为：NO2；；
（2）①2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H=-196kJ•mol-1．开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和5.0mol O2（g），5分钟后反应达到平衡，共放出热量196kJ，消耗SO2的物质的量为2mol，根据化学平衡列式计算：
              2SO2 +O2⇌2SO3，
起始量（mol）  4.0   5.0        0
变化量（mol）  2.0   1.0       2.0
平衡量（mol）  2.0   4.0       2.0
K===2.5 mol-1•L；
v（O2）==0.02 mol•L-1•min-1
②A．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3，平衡向逆反应分析移动，则SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大，故A正确；
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2，对平衡移动没有影响，各物质的浓度不变，故B错误；
C．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3，处于等效平衡状态，浓度不变，故D错误；
D．升高温度，平衡向逆反应分析移动，SO3的浓度减小，故E错误；
E．移动活塞压缩气体，体积减小，各物质的浓度都增大，故F正确．
故答案为：①2.5 mol-1•L； 0.02 mol•L-1•min-1； ②AE；
（3）原电池负极发生氧化反应，SO2被氧化生成SO42-，负极电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，
故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；