Question

大气中的含氮化合物主要来源于汽车尾气与工业废气排放。

（1）催化转化器可使汽车尾气中的主要污染物、进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。

已知：           

  

   

计算尾气转化反应的________。

（2）催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的热化学方程式为：  。反应在密闭容器中进行，其它条件相同时，使用不同的催化剂A、B、C，产生的物质的量随时间变化如图1所示。

①下列有关说法正确的是___________。

反应在任何温度下均可自发进行

在催化剂A作用下，经历，平均反应速率

使用催化剂C，达到平衡时，产率最小

分离出反应体系中的有利于氮氧化物的脱除

②实验室在密闭容器中加入、，达到平衡时氮氧化物脱氮率为，则平衡常数____________；只列出计算式，不必求出计算结果

③在催化剂A的作用下，经过相同时间，测得脱氮率随反应温度的变化情况如图2所示，据图可知，在相同的时间内，之前，温度升高脱氮率逐渐增大，之后温度升高脱氮率逐渐减小假设催化剂活性不受影响，写出脱氮率随温度变化的原因_________________。

（3）以连二硫酸根为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：

①阴极区的电极反应式为_________________；

②通电，当电路中转移电子时，可吸收的NO在标准状况下的体积为。则NO转化后的产物的化合价为_________________。

Answer

前反应未平衡，脱氮率决定于速率，温度越高速率越快，所以脱氮率增大，之后反应达平衡，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，脱氮率减小

【解析】

(1).根据盖斯定律计算出目标方程式的焓变；

(2).①H<0，S〉0，G<0，反应在任何温度下均可自发进行；

在催化剂A作用下，经历，图像可以得到n(N2) =2.5×10-3mol，平均反应速率v(N2)=，v(NO)=v(N2)；

使用催化剂C，不影响产率，只改变速率；

分离出反应体系中的，减小生成物的浓度，平衡正向移动，有利于氮氧化物的脱除；

②达到平衡时氮氧化物脱氮率为，利用三段式求出化学平衡常数；

③300℃之后脱氮率减小，与升高温度平衡逆向移动有关；

(3).过程转移0.2mole−，消耗NO的体积为896mL=0.896L，根据n==mol=0.04mol，设一氧化氮的氮元素的化合价降低到x，转移的电子的物质的量等于0.2=(+2-x)×0.04，解得x的值。

(1).已知: ①

②

③ ，根据盖斯定律③×2-②-①可得: H；

(2) ① 。

H＜0，S〉0，反应在任何温度下均可自发进行，故a正确；

在催化剂A作用下，经历，图像可以得到n(N2) = 2.5mol×10-3，平均反应速率v(N2)== =2.5×10-5mol/(L∙s)，v(NO)=v(N2)=3×10-5mol/(L∙s)，故b错误；

使用催化剂C，不影响产率，只改变速率，故c错误；

分离出反应体系中的，减小生成物的浓度，平衡正向移动，有利于氮氧化物的脱除，故d正确；故答案选ad；

②达到平衡时氮氧化物脱氮率为，则转化率为，则利用三段式：

所以平衡常数k==，故答案为：；

③300℃前反应未平衡，脱氮率决定于速率，温度越高速率越快，所以脱氮率增大；300℃之后脱氮率减小的原因是300℃之后反应达平衡，脱氮率决定于平衡的移动，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，脱氮率减小，故答案为：300℃前反应未平衡，脱氮率决定于速率，温度越高速率越快，所以脱氮率增大；300℃之后反应达平衡，脱氮率决定于平衡的移动，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，脱氮率减小；

(3)①由图可知，阴极区通入液体主要含SO32−，流出主要含S2O42−，所以阴极区电极反应式为：2 SO32−+4H++2e−=S2O42−+2H2O，故答案为：2SO32−+4H++2e−=S2O42−+2H2O；

②过程转移0.2mole−，消耗NO的体积为896mL=0.896L，根据n==mol=0.04mol，设一氧化氮的氮元素的化合价降低到x，转移的电子的物质的量等于0.2=(+2-x)×0.04，解得x=-3，故一氧化氮的化合价降低到-3，故答案为：-3。