Question

（14分）已知CO₂、SO₂、NO_x是对环境影响较大的气体，请你运用所学知识参与环境治理，使我们周围的空气更好。
（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃，反应混合体系
中SO₃的百分含量和温度的关系如右图所示（曲线上
点均为平衡状态）。由图可知：

①2SO₂(g) + O₂(g)2SO₃(g)的△H____0(填“>”或“<”)，若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡             移动（填“向左”、“向右”或“不移动”）；
②若温度为T₁时，反应进行到状态D时，v_(正)_______v_(逆)（填“>”、“<”或“=”）；
③硫酸厂的SO₂尾气用过量的氨水吸收，对SO₂可进行回收及重新利用，反应的化学方程式为                               、                                   ；
④新型氨法烟气脱硫技术是采用氨水吸收烟气中的SO₂，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。其优点除了能回收利用SO₂外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为：________(只要求写一种)；
（2）汽车尾气(含有烃类、CO、NO_x等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。其前半部反应方程式为：
2CO＋2NO 2CO₂＋N₂。它的优点是                                   ；
（3）有人设想用图所示装置，运用电化学原理将CO₂、SO₂转
化为重要化工原料。

①若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则正极电极反应式为
                               ；
②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄。科研人员希望每分钟
从C处获得100 mL 10 mol/L H₂SO₄，则A处通入烟气(SO₂
的体积分数为1%)的速率为                     L/min(标准状况)。

Answer 1

（14分）
(1)① ＜ ；（1分） 向左；（1分） ② ＞ ；（2分）
③ SO₂＋H₂O＋2NH₃ =(NH₄)₂SO₃ 、
(NH₄)₂SO₃＋H₂SO₄ =(NH₄)₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O ；（2分）
④(NH₄)₃PO₄（或(NH₄)₂HPO₄ 、NH₄H₂PO₄）；（2分）
(2)使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体；（2分）
(3) ① CO₂＋6H^＋＋6e^－= CH₃OH＋H₂O　；（2分）   ② 2240 。（2分）

试题分析：(1)①根据图可判断随温度升高，三氧化硫的百分含量减小，说明升温平衡逆向移动，所以正向是放热反应，△H<0；在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，使容器体积增大，各物质浓度均减小，相当于体系减小压强，平衡向左移动；
②若温度为T₁时，反应进行到状态D时，三氧化硫的转化率未达平衡状态的转化率，所以反应正向进行，v_(正)>v_(逆)；
③SO₂尾气用过量的氨水吸收，先生成亚硫酸铵，再与硫酸反应又生成二氧化硫，化学方程式为SO₂＋H₂O＋2NH₃ =(NH₄)₂SO₃ 、(NH₄)₂SO₃＋H₂SO₄ =(NH₄)₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O ；
（2）它的优点是使有毒气体转化为无毒气体；
（3）①若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则正极发生还原反应，元素化合价降低，所以是CO₂发生还原反应生成甲醇，电极反应式为CO₂＋6H^＋＋6e^－= CH₃OH＋H₂O；
②A为SO₂，则SO₂＋2H₂O-2e^－=H₂SO₄＋2H^＋，每分钟从C处获得1mol H₂SO₄，则需要二氧化硫是22.4L（标准状况），SO₂的体积分数为1%，所以A处通入烟气的速率是22.4L/min÷1%=2240L/min。