Question

二氧化硫的污染臭名昭著，含硒的化学药物却有望迎来美名。某环保车间将含SO₂、NO烟气经O₃预处理后用CaSO₃水悬浮液吸收。O₃氧化烟气中SO₂、NO_x的主要反应的热化学方程式为

NO(g)+O₃(g)=NO₂(g)+O₂(g)  △H=-200.9 kJ·mol^-1

NO(g)+1/2O₂(g)=NO₂(g)  △H=-58.2 kJ·mol^-1

SO₂(g)+O₃(g)=SO₃(g)+O₂(g)  △H=-241.6kJ·mol^-1

(1)实验表明，在常温下反应：3NO(g)+O₃(g)=3NO₂(g)正向自发，试说明原因：_____。

(2)将NO与H₂的混合气体通入Ce(SO₄)₂与Ce₂(SO₄)₃的混合溶液中，其转化过程如图所示，试写出反应I的离子反应方程式：___________，反应II的离子方程式：________________。

(3)用CaSO₃水悬浮液处理二氧化氮，若在吸收液中加入Na₂SO₄溶液，能提高NO₂的吸收速率，其主要原因是___________；达到平衡后，溶液中c(SO₃^2-)=__________［用c(SO₄^2-、K_sp(CaSO₃)和K_sp(CaSO₄)表示］。

(4)氮的氧化物还可以通过电解法处理获得氮气和氧气，电解质为固体氧化物陶瓷，据图写出阴极的电极反应方程式：_______________。

(5)已知 SeO₂与SO₂的混合烟气用水吸收可制得单质硒，过滤得粗硒，硒的部分物理性质如下表所示。某工艺采用真空蒸馏的方法提纯获得纯硒，采用真空蒸馏的目的是_____。

(6)最近我国学者锁定COVID-19的新靶点Mpro蛋白酶，通过先进筛选手段，在FDA批准的已上市和临床实验药物中，发现老药Ebselen()在细胞实验中展现出优异的抗病毒效果，优于此前研究者设计的多种冠状病毒Mpro蛋白酶的抑制剂N₃,这两类药物都是抑制病毒的核苷酸的复制。Ebselen抑制病毒复制的最佳浓度为_____________,比较N₃半数有效浓度有无与伦比的优势。从影响化学反应速率的因素分析，这类药物的作用原理为_____________。

Answer

反应的△H=-317.3 kJ·mol-1，该反应是气体体积减小的反应，△S小于零，但数值很小，在常温下，△G=△H-T△S＜0，反应自发 2Ce4++H2=2Ce3++2H+ 4H++2NO+4Ce3+=N2+4Ce4++2H2O CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32-的浓度增大，加快SO32-与NO2的反应速率 [Ksp(CaSO3)/Ksp(CaSO4)]×c(SO42-) 2NOx+4xe-=N2+2xO2- 降低Se的沸点，避免Se与空气中氧气发生反应 10 这类药物相当于病毒复制反应中的负催化剂，能明显的减缓反应速率，药物的有效特别强调催化剂的选择性，尽量不能影响人体健康

【解析】

（1）①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200.9 kJ·mol-1，②NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) △H=-58.2 kJ·mol-1，利用盖斯定律，由反应①+2×②得3NO(g)+O3(g)=3NO2(g) △H=-317.3 kJ·mol-1，该反应是气体体积减小的反应，△S＜0，但是数值很小，在常温下，△G=△H-T△S＜0，反应自发；

（2）将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，根据转化过程的图示可知反应I是H2还原Ce4+，其离子方程式为2Ce4++H2=2Ce3++2H+；反应II的离子方程式：4H++2NO+4Ce3+=N2+4Ce4++2H2O ；

（3）加入Na2SO4溶液，发生反应CaSO3+SO42-=CaSO4+SO32-，CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32-的浓度增大，加速SO32-与NO2的反应速率，，故溶液中c(SO32-)=[Ksp(CaSO3)/Ksp(CaSO4)]×c(SO42-)；

（4）由题意可知NOx在阴极放电生成N2，电极反应式为2NOx+4xe-=N2+2xO2- ；

（5）真空使得压强降低，从而降低Se的沸点，避免Se与空气中氧气发生反应；

（6）由图b可知Ebselen浓度为10时出现拐点，且浓度再增大抑制率变化不大，故最佳浓度为10。分析影响反应速率的因素，这类药物相当于病毒复制反应中的负催化剂，能明显的减缓反应速率，药物的有效特别强调催化剂的选择性，尽量不影响人体健康。