Question

燃煤的烟气中常含有大量的NO_x、CO、SO₂等有害气体，治理污染、消除有害气体对环境的影响是化学工作者研究的重要课题。

Ⅰ.已知氮氧化物可采用强氧化剂Na₂S₂O₈氧化脱除，过程如下所示：

(1)写出反应1的离子方程式：____   。

(2)反应2为NO₂^-＋S₂O₈^2-＋2OH^－=NO₃^-＋2SO₄^2-＋H₂O。此反应在不同温度下达到平衡时，NO₂^-的脱除率与Na₂S₂O₈初始浓度的关系如图1所示。

①比较a、b点的反应速率：v_a正____v_b逆(填“>”“<”或“＝”)。

②根据图像可以判断该反应为吸热反应，理由是____________。

Ⅱ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O₂(g)2CO₂(g)的催化剂。图2表示在相同的恒容密闭容器、相同的起始浓度、相同的反应时间段下，使用相同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。

(3)下列关于图2的说法正确的是________。

A．在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大

B．b点时CO与O₂分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高

C．a、b、c、d四点中，达到平衡状态的只有b、c两点

D．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性

(4)已知c点时容器中O₂浓度为0.02 mol/L，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝_____________(用含x的代数式表示)。

Ⅲ.利用图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO₂。

(5)直流电源b极为____，阳极发生的反应为______。

Answer

2NO＋S2O82-＋4OH－===2NO2-＋2SO42-＋2H2O < 当Na2S2O8初始浓度相同时，温度越高，NO脱除率越大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应 AD mol/L 负极 SO2－2e－＋2H2O===SO42-＋4H＋

【解析】

根据题意可知，本题考查化学平衡的影响因素及化学平衡的计算，运用勒夏特列原理进行分析。

（1）反应1是Na2S2O8的氢氧化钠溶液中通入NO气体发生氧化还原反应生成硫酸钠、亚硝酸钠和水, 反应的离子方程式为：2NO＋S2O82-＋4OH－===2NO2-＋2SO42-＋2H2O,

故答案为：2NO＋S2O82-＋4OH－===2NO2-＋2SO42-＋2H2O；

（2）温度越高NO脱除率越大，说明升温反应速率增大，a、b点的反应速率va正< vb逆，

故答案为：<；

（3）升温平衡向吸热方向移动，而当Na2S2O8初始浓度相同时，温度越高，NO脱除率越大，说明平衡正向进行，正反应为吸热反应，

故答案为：当Na2S2O8初始浓度相同时，温度越高，NO脱除率越大，说明平衡正向移动，该反应为吸热；

(3)A. 由图得，相同温度下β型沥青混凝土中CO降解速率比α型要大，故A正确；

B. a点的数据反映出CO降解率是整个实验过程中最高的，故B错误；

C. 图象分析可知b点反应达到平衡状态，升温平衡逆向进行，a、b、c、d 四点中，达到平衡状态的是bcd, 故C错误；

D. e点降解率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性失效，故D正确；

故答案为：AD；

（4）令起始时CO的浓度为1mol·L－1，则达到平衡时c(CO)=(1－x)mol/L，c(O2)=0.02mol/L，c(CO2)=xmol/L，根据平衡常数的定义，

故答案为：；

（5）由装置图可知SO2在左边发生氧化反应生成SO42-，电极反应方程式为：SO2－2e－＋2H2O===SO42-＋4H＋，因此a所连的电极为电解池的阳极，而电解池的阳极连接的是电源的正极，因此a为电源正极，b为电源负极，

故答案为：负极；SO2－2e－＋2H2O===SO42-＋4H＋。