Question

研究发现，NO_x和SO₂是雾霾的主要成分。

(一)NO_x主要来源于汽车尾气。

已知：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)△H=+180.50kJ•mol^-1

2CO(g)+O₂(g)CO₂(g)△H=-566.00kJ•mol^-1

（1）为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参  与大气循环．写出该反应的热化学方程式___________________________；

（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充人容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0-15min)中NO的物质的量随时间变化如下图所示．

①T℃时该化学反应的平衡常数K=____________；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.8mol，平衡将__________移动；(填“向左”、“向右”或“不”)

②图1中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是_______(填“a”或“b”)

③15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是____________；

(二)SO₂主要来源于煤的燃烧．燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关健。

（3）用纯碱溶液吸收SO₂可将其转化为HSO₃^-，该反应的离子方程式是________________；

（4）如图所示的电解装罝可将雾霾中的NO、SO₂分别转化为NH₄⁺和SO₄^2-。

①写出物质A的化学式_________，阳极的电极反应式是________________；

②该电解反应的化学方程式为________________。

Answer

（1）2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=-746.50 kJ•mol-1

（2）①5(mol/L)-1 向右 ②b ③增加CO的物质的量浓度或增大压强

（3）H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑ （4）① H2SO4 SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+

②5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4

【解析】

试题分析：（1）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.50kJ•mol-1①

2CO(g)+O2(g)CO2(g)△H=-566.00kJ•mol-1②

根据盖斯定律：②-①得到：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=-746.50 kJ•mol-1；

（2）①起始时，NO为0.4mol，平衡时NO为0.2mol，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2

起始物质的量：0.4mol 0.4mol 0 0

转化的物质量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡物质的量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

则平衡时的浓度：c(NO)=0.1mol/L，c(CO)=0.1mol/L，c(CO2)=0.1mol/L，c(N2)=0.05mol/L，

k==5(mol/L)-1；

平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，则c(CO)=0.5mol/L，c(N2)=0.45mol/L，

Qc==1.8＜k，则平衡将向右移动；

②催化剂表面积较大，反应速率快，达到平衡所用时间短，由图可知，b曲线代表的条件下反应速率快，所以b的催化剂的表面积大；故答案为b；

③由图象可知，NO的浓度减小，平衡向正方向移动，所以改变的条件为增加CO的物质的量浓度或增大压强；

（3）碳酸钠溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，其反应的离子方程式为：H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑；

（4）电解装罝可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，则电解方程式为5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4，

①由电解方程式可知，物质A为硫酸，其的化学式H2SO4； 电解时，阳极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子，则阳极的电极反应式是SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；

②电解时NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，结合原子守恒可知电解方程式为：5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4。

考点：考查盖斯定律的应用、化学平衡移动和平衡常数的计算、电解原理的应用。