Question

NOx、SO₂的处理转化对环境保护有着重要意义。

（1）利用反应2NO(g)＋2CO(g) = N₂(g)＋2CO₂(g)，可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=]的关系如图1所示。

①该反应的ΔH ____0(填“>”“<”或“＝”)。

②下列说法正确的是________(填字母)。

A．当体系中CO₂和CO物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态

B．投料比：m₁＞m₂＞m₃

C．当投料比m＝2时，NO转化率是CO转化率的2倍

D．汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率

③随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为________。

（2）若反应2NO(g)＋2CO(g) = N₂(g)＋2CO₂(g)的正、逆反应速率可表示为：v_正=k_正·c²(NO) ·c²(CO)；v_逆=k_逆·c (N₂) ·c²(CO₂), k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数， 仅与温度有关。一定温度下，在体积为1L的容器中加入2molNO和2molCO发生上述反应，测得CO和CO₂物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则a点时v_正∶v_逆＝________。

（3）工业生产排放的烟气中同时存在SO₂、NO_x和CO，利用它们的相互作用可将SO₂、NO_x还原成无害物质，一定条件下得到以下实验结果。图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系，图4为CO物质的量分数为2.0%时，各气体分压与温度的关系。

下列说法不正确的是________(填字母)。

A．不同温度下脱硝的产物为N₂，脱硫的产物可能有多种

B．温度越高脱硫脱硝的效果越好

C．NOx比SO₂更易被CO还原

D．体系中可能发生反应：2COS = S₂＋2CO；4CO₂＋S₂ = 4CO＋2SO₂

（4）NH₃催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V₂O₅作催化剂，NH₃将NO还原成N₂的一种反应历程如图5所示，则总反应方程式为________。

（5）用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示，则阴极的电极反应式为____。

Answer

＜ AB 温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响 160：1 B 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O

【解析】

(1)①由图象可知，起始投料比m一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而降低；

②A.起始投料比m一定时，而反应中NO、CO的变化量相同，体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变，即体系中CO2、CO物质的量浓度不变，据此判断；

B.由图象可知，温度一定时，增大NO浓度，CO转化率增大；
C.根据转化率α=变化量与起始量的比值和反应中NO、CO的变化量相同分析判断；

D.催化剂不能改变反应进程，只改变反应速率；

③由图象可知，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，主要原因是温度的影响起主导作用，投料比不同的影响为次要因素；

(2)反应达到平衡时v正=k正•c2（NO）c2（CO）=v逆=k逆•c（N2）c2（CO2），则平衡常数K= ，结合反应三段式计算平衡常数K和a点时各物质的浓度，代入v正、v逆计算v正：v逆；

(3)A．由图可知，NOx还原成无害物质为氮气，脱硫的产物可能有多种，与温度有关； B．温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大，说明温度越高不利于脱硫；

C．根据图3，随CO物质的量分数增大，还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小，而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离；

D．根据图4，COS分压曲线随温度升高减小，S2、CO分压增大，继续升高温度，S2、CO2分压减小，CO分压增大；

(4)用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO 还原成N2，同时生成水，原子守恒配平书写化学方程式；

(5) 阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-。

(1)①由图象可知，起始投料比m一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应放热，即△H＜0；
②A．反应正向进行时CO2增多而CO减少，说明未达到平衡时二者比值会变，所以体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B．由图象可知，温度一定时，增大NO浓度，CO转化率增大，即起始投料比m越大时，CO转化率越大，所以投料比：m1＞m2＞m3，故B正确；
C．由反应计量关系可知，反应中NO、CO的变化量相同，平衡转化率α=×100%，所以平衡转化率与起始量成反比，即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍，故C错误；
D．催化剂不能改变反应进程，只改变反应速率，所以NO的平衡转化率不变，故D错误；
故答案为：AB；
③由图象可知，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，随温度逐渐升高，温度的影响起主导作用，即温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响；

(2)平衡时三段式为：

平衡时正逆反应速率相等即k正•c2(NO)c2(CO)= k逆•c(N2)c2(CO2)，所以=80；

a点时反应三段式为：

a点时c(CO)=c(CO2)，则2-2x=2x，解得x=0.5，所以a点时c(CO)=c(CO2)=c(NO)=1mol/L，c(N2)=0.5mol/L，所以=160，即v正：v逆=160：1；

(3)A．由图可知，NOx还原成无害物质为氮气，脱硫的产物可能有多种，与温度有关，故A正确；
B．温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大，说明温度越高不利于脱硫，故B错误；
C．根据图3，随CO物质的量分数增大，还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小，而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离，说明CO更易与NOx反应，则NOx比SO2更易被CO还原，故C正确；
D．根据图4，COS分压曲线随温度升高减小，S2、CO分压增大，继续升高温度，S2、CO2分压减小，CO分压增大，说明体系中可能发生反应：2COS⇌S2+2CO； 4CO2+S2⇌4CO+2SO2，故D正确；
故答案为：B；
(4)活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2，还生成水，反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

(5)阴极上亚硫酸根离子得到电子，阴极的电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。