Question

雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发等。

（1）汽车尾气中的NO（g）和CO（g）在一定温度和催化剂的条件下可净化。反应的化学方程式为2NO（g）+2CO（g）N₂（g）+2CO₂（g）。

①已知部分化学键的键能如下：

分子式/结构式	NO/N≡O	CO/C≡O	CO2/O=C=O	N2/N≡N
化学键	N≡O	C≡O	C=O	N≡N
键能（KJ/mol）	632	1072	750	946

请计算上述反应的△H=_______________kJ/mol

②若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，并在t．时刻达到平衡状态，则下列示意图不符合题意的是_______________(填选项字母）。（下图中V_正、K、n、P_总分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和总压强）

③在T℃下，向体积为10L的恒容密闭容器中通人NO和CO，测得了不同时间时NO和CO的物质的量如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n（NO）/×10^-2mol	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
n（CO）/×10^-1mol	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

T℃时该反应的平衡常数K=_______________，既能增大反应速率又能使平衡正向移动的措施是_______________(写出一种即可）。

（2）是硫酸工业释放出的主要尾气，为减少对环境造成的影响，采用以下方法将其资源化利用，重新获得重要工业产品硫化钙。

①写出反应Ⅰ的化学方程式_______________。

②反应Ⅱ中每生成1mol硫化钙理论上转移电子数为_______________。

③为充分利用副产品CO，设计电解CO制备CH₄和W，工作原理如图所示，生成物W是_______________，其原理用电解总离子方程式解释是_______________。

Answer

（1）①-538kJ/mol；②ABC；③500；加压；

（2）①2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2；②8NA；

③NaHCO3；4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑；

【解析】

试题分析：（1）①化学反应的焓变等于反应物旧键断裂吸收的能量和产物中新键生成释放的能量之差，所以2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）的△H=（2×632+1072×2）-（750×4+946）kJ/mol=-538kJ/mol，故答案为：-538kJ/mol；

②A、T时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故A错误；B、平衡常数只受温度的影响，反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，K始终不变，故B错误；C、T时二氧化碳和一氧化氮的物质的量还在变化，说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故C错误；D、反应前后气体的系数和变化，所以总压不变的状态达到了平衡状态，故D正确；故选ABC；

③NO和CO反应生成CO2和N2，反应方程式为：

2NO + 2CO 2CO2 + N2

起始浓度：1×l0-2 3.6×l0-2 0 0

转化浓度：0.9×l0-2 0.9×l0-2 0.9×l0-2 0.45×l0-2

平衡浓度：0.1×l0-2 2.7×l0-2 0.9×l0-2 0.45×l0-2

反应的平衡常数K==500，加压既能增大反应速率又能使平衡正向移动，

故答案为：500；加压；

（2）①根据流程图，反应Ⅰ中CaCO3、空气中的O2和SO2反应生成CaSO4，反应的化学方程式为2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2，故答案为：2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2；

②反应Ⅱ中CaSO4和C反应生成硫化钙和一氧化碳，反应中硫元素由+6价变成-2价，根据得失电子守恒，每生成1mol硫化钙理论上转移电子的物质的量为[(+6)-(-2)]×1mol=8mol，转移的电子数为8NA，故答案为：8NA；

③由此电解原理可知，阳极失去电子生成二氧化碳气体，加入碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，阴极CO得到电子生成甲烷气体，据此离子反应方程式为：4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑，故答案为：4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑。

考点：考查了反应热和焓变；电极反应和电池反应方程式；化学平衡的计算的相关知识。