Question

研究发现，NO_x和SO₂是雾霾的主要成分。

（一）NO_x主要来源于汽车尾气。

已知：N₂（g）+O₂（g）2NO（g）△H＝+180.50 kJ/mol

2CO（g）+O₂（g）2CO₂（g）△H＝-566.00kJ/mol

（1）为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式__________。

（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程（0-15min）中NO的物质的量随时间变化如图所示。

①T℃时该化学反应的平衡常数K= __________；若保持温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.8mol，平衡将____________移动。（填“向左”、“向右”或“不”）

②图中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n（NO）的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是__________。（填“a”或“b”）

③15min时，若改变外界反应条件，导致n（NO）发生如图所示的变化，则改变的条件可能是________。

（二）SO₂主要来源于煤的燃烧。燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。

（3）用纯碱溶液吸收SO₂可将其转化为HSO₃^-。该反应的离子方程式是_____________。

（4）如图电解装置可将雾霾中的NO、SO₂分别转化为NH₄⁺和SO₄^2-。

①写出物质A的化学式_____________，阳极的电极反应式是_____________

②该电解反应的化学方程式为_______________________

Answer

（1）2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H=-746.50 kJ•mol-1；

（2）①5（mol/L）-1；向右；②b；③增加CO的物质的量浓度或增大压强；

（3）H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑；

（4）①H2SO4；SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；②5SO2+2NO+8H2O（NH4）2SO4+4H2SO4。

【解析】

试题分析：（1）已知：N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）△H=+180.50kJ•mol-1①，2CO（g）+O2（g）⇌CO2（g） △H=-566.00kJ•mol-1②，根据盖斯定律：②-①得到：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H=-746.50 kJ•mol-1；故答案为：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H=-746.50 kJ•mol-1；

（2）①起始时，NO为0.4mol，平衡时NO为0.2mol，

2NO（g）+2CO（g）2CO2（g） + N2

起始物质的量：0.4mol 0.4mol 0 0

转化的物质量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

平衡物质的量：0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol

则平衡时的浓度：c（NO）=0.1mol/L，c（CO）=0.1mol/L，c（CO2）=0.1mol/L，c（N2）=0.05mol/L，k===5（mol/L）-1；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，则c（CO）=0.5mol/L，c（N2）=0.45mol/L，Qc===1.8＜k，则平衡将向右移动；故答案为：5（mol/L）-1；向右；

②催化剂表面积较大，反应速率快，达到平衡所用时间短，由图可知，b曲线代表的条件下反应速率快，所以b的催化剂的表面积大；故答案为：b；

③由图象可知，NO的浓度减小，平衡向正方向移动，所以改变的条件为增加CO的物质的量浓度或增大压强；故答案为：增加CO的物质的量浓度或增大压强；

（3）碳酸钠溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，其反应的离子方程式为：H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑；故答案为：H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2↑；

（4）电解装罝可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，则电解方程式为5SO2+2NO+8H2O（NH4）2SO4+4H2SO4，

①由电解方程式可知，物质A为硫酸，其的化学式H2SO4； 电解时，阳极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子，则阳极的电极反应式是SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；故答案为：H2SO4；SO2+2H2O-2 e-═SO42-+4H+；

②电解时NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，结合原子守恒可知电解方程式为：5SO2+2NO+8H2O（NH4）2SO4+4H2SO4，故答案为：5SO2+2NO+8H2O（NH4）2SO4+4H2SO4。

【考点定位】考查盖斯定律的应用、化学平衡移动和平衡常数的计算、电解原理的应用

【名师点晴】本题考查了盖斯定律的应用、化学平衡移动和平衡常数的计算、电解原理的应用，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力和计算能力，注意把握三段式在化学平衡计算中的应用。应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式（目标热化学方程式），结合原热化学方程式（一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。