Question

氮氧化物（NO_x）造成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等危害，不仅破坏自然生态环境，而且严重危害人类健康。采用合适的还原剂能够实现烟气的高效脱硝。

（1）活性炭还原脱硝可防止氮氧化物污染，已知：

①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）    △H₁=+180.5kJ•mol^-1

②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）    △H₂=-221.0kJ•mol^-1

③2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）    △H₃=-556.0kJ•mol^-1

则反应C（s）+2NO（g）N₂（g）+CO₂（g）△H=__kJ•mol^-1

（2）用活性炭对NO进行还原，采用相同质量不同粒径的同种催化剂M和N，测量相同时间内烟气的脱氮率，结果如图所示。

①在M、N两种不同粒径催化剂作用下，出现M和N两条不同的脱氮率与温度的变化曲线的原因是___。

②判断M曲线上最高点A点对应的脱氮率__（填“是“或“不是”）该温度下的平衡脱氮率。

③25℃下，用NaOH溶液作捕提剂吸收产生的CO₂，不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品。某次捕捉后得到pH=12的溶液，已知：25℃下K_a2（H₂CO₃）=5.6×10^-11，试通过计算溶液中c（CO₃^2-）：c（HCO₃^-）=__。

（3）在一恒容密闭容器中，使用某种催化剂对反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）△H＜0进行相关实验探究。改变投料比（n₀（SO₂）：n₀（NO₂）]进行多组实验（各次实验的温度可能相同，也可能不同），测定SO₂的平衡转化率[α（SO₂）]。已知：K_R=16，K_Z=1，部分实验结果如图所示。

①如果要将图中R点的平衡状态改变为X点的平衡状态，应采取的措施是__。

②图中R、X、Y、Z四点对应的实验温度分别为T_R、T_X、T_Y，T_Z通过计算选择下列选项中两个温度相等是__（填标号）。

A．T_R和T_Y     B．T_R和T_Z     C．T_X和T_Z     D．T_Y和T_Z

Answer

2NO（g）+C（s）CO2（g）+N2（g） △H=-569kJ/mol 催化剂粒径越小，其与活性炭的接触面积越大，就越容易被还原，需要的温度较低 不是 56 升高温度 CD

【解析】

(1)用焦炭还原NO生成无污染气体，说明生成物是二氧化碳和氮气，

①N2(g)+O2(g)═2NO(g) △H1=+180.5kJ•mol-1

②2C(s)+O2(g)═2CO(g) △H2=-221.0kJ•mol-1

③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H3=-556.0kJ•mol-1

将方程式(②+③)-①得2NO(g)+C(s)⇌CO2(g)+N2(g)

所以△H=(△H2+△H3)-△H1=(-221.0kJ•mol-1-556.0kJ•mol-1)-180.5kJ•mol-1=-569kJ/mol；

(2)①催化剂粒径越小，其与活性炭的接触面积越大，就越容易被还原，需要的温度较低；

②根据催化剂N的曲线可知温度升高时可以达到更高的脱氮率，而A点的温度要比催化剂N的曲线最高点的温度要低，该反应为放热反应，降低温度平衡右移，所以A点的对应温度下的平衡脱氮率应该更大，所以A点不是对应温度下的平衡脱氮率；

③pH=12 的溶液，由HCO3-⇌CO32-+H+，可知K2(H2CO3)=5.6×10-11=，则c(CO32-)：c(HCO3-)=；

(3)①如果要将图中R点的平衡状态改变为X点的平衡状态，平衡转化率减小，平衡逆向进行，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向进行；

②对应的实验温度分别为TR、TX、TY，TZ，温度和平衡常数有关，结合图中的数据，反应为：NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)，X点时，起始物料比=1.0，SO2的平衡转化率为α(SO2)=50%，设起始时c(NO2)=c(SO2)=xmol/L，化学平衡常数为KX==1，所以KX=KZ=1，则TX=TZ，
Y点时，起始物料比为=1.5，SO2的平衡转化率为α(SO2)=40%，设起始时c(SO2)=1.5ymol/L，c(NO2)=ymol/L，化学平衡常数为KY==1，所以KY=KZ=1，

则TY=TZ，所以选CD。