Question

雾霾天气严重影响人们的生活健康，治理污染是化学工作者义不容辞的职责，因而对SO₂、NO_x等进行研究其有重要意义。

请根据以下信息回答有关问题：

I．NO_x是汽车尾气的主要污染物之一。

（1）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

该反应的△H=__________。

（2）科学家通过实验发现，在紫外线照射下TiO₂会使空气中的某些分子产生活性基团OH，并且活性基团OH可与NO₂、NO发生反应生成硝酸和水。根据左下图示，请写出OH与NO反应的化学方程式__________。

（3）电解法可将工业废气中含有的NO₂消除。原理是先将NO₂转化为N₂O₄，然后电解得到N₂O₅ （常温下为无色固体，常做绿色硝化剂）。电解原理如右上图所示，该电解池中生成N₂O₅的电极反应式是___________。

Ⅱ．工业上采取多种措施减少SO₂的排放。

（4）碘循环工艺具体流程如下：

① 用化学方程式表示反应器中发生的反应___________。

② 在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是__________。

③ 该工艺流程的优点有________。

（5）喷雾干燥法脱硫是除去SO₂的常见方法，先将含SO₂的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，吸收液中c(Ca²⁺)一直保持为0.70mol/L，则吸收液中的c(SO₄^2-)为_____。［已知该温度下，K_sp (CaSO₃)=1.4×10^-7]

Answer

+(a+ b-2c)kJ/mol NO+3OH =HNO3+H2O N2O4 +2HNO3-2e-=2N2O5+2H+ SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI HI的分解为可逆反应，分离出产物H2，有利于反应正向进行 既能吸收SO3降低污染，又能制得氢气和硫酸，反应器中生成的可以循环使用 2.0×10-7mol/L

【解析】I．（1）该反应中的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=（a+b）kJ/mol-2ckJ/mol=+(a+ b-2c)kJ/mol；

（2）由图象可知NO、NO2均被OH氧化为HNO3，依据原子守恒得到，NO+3OH═HNO3+H2O；

（3）N2O4制备N2O5为氧化反应，则N2O5应在阳极区生成，因此Pt甲为阳极，pt乙为阴极，阳极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；

Ⅱ．（4）① 从流程图可知，在反应器中，I2氧化SO2，生成硫酸和HI，反应方程式为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI；

② 因HI的分解为可逆反应，在HI分解反应中使用膜反应器分离出产物H2，有利于反应正向进行；

③ 该工艺流程的优点有既能吸收SO3降低污染，又能制得氢气和硫酸，反应器中生成的可以循环使用；

（5）C（SO32- ）=mol/L=2.0×10-7 mol/L。

点睛：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。