Question

【题目】工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素，霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。

（1）NOx和SO2在空气中存在下列平衡：

Ⅰ. 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) H=－113.0 kJ mol-1

Ⅱ. 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H=－196.6 kJ mol-1

二氧化硫通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成三氧化硫。

①写出NO2和SO2反应的热化学方程式为______。

②反应Ⅱ自发进行的条件是______（填“较高温”“较低温”或“任何温度”）。

（2）提高2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。

①T温度时，在2L的密闭容器中加入2.0mol SO2和1.0mol O2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该反应的平衡常数是______。

②在①中条件下，反应达到平衡后改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是______（填字母）。

a.温度和容器体积不变，充入1.0mol He

b.温度和容器体积不变，充入1.0mol O2

c.在其他条件不变时，减少容器的体积

d.在其他条件不变时，改用高效催化剂

e.在其他条件不变时，升高体系温度

（3）电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________________，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质是_____。

Answer 1

【答案】SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) H= -41.8 kJ mol-1 较低温 4 b c NO - 3e- + 2H2O = NO3- + 4H+ NH3

【解析】

(1) ①Ⅰ. 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) H=－113.0 kJ mol-1，Ⅱ. 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H=－196.6 kJ mol-1，根据盖斯定律分析，有（Ⅱ-Ⅰ）/2得热化学方程式为： SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) H=（－196.6kJ/mol+113.0kJ/mol）/2= -41.8 kJ mol-1 。 ② 反应Ⅱ为放热反应，熵减，根据△G=△H-T△S分析，所以该反应在低温自发进行。(2)

2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)

起始物质的量浓度 1.0 0.5 0

改变物质的量浓度 0.5 0.25 0.5

平衡时物质的量浓度0.5 0.25 0.5

则平衡常数为=4。 ②a.温度和容器体积不变，充入1.0mol He，平衡不移动，不能提高二氧化硫的转化率，故错误；b.温度和容器体积不变，充入1.0mol O2，平衡正向移动，提高二氧化硫的转化率，故正确；c.在其他条件不变时，减少容器的体积，相当于加压，平衡正向移动，提高二氧化硫的转化率，故正确；d.在其他条件不变时，改用高效催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，故错误；e.在其他条件不变时，升高体系温度，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率降低，故错误。故选b c。 (5)从图分析，一氧化氮分别变为铵根离子和硝酸根离子，一氧化氮在阳极失去电子，化合价升高，所以生成硝酸根离子，电极反应为： NO - 3e- + 2H2O = NO3- + 4H+ ，根据电子守恒分析，一氧化氮转化为硝酸根离子失去3个电子，一氧化氮转化为铵根离子得到5个电子，所以反应过程中生成的硝酸根离子比铵根离子多，为了生成硝酸铵，所以需要通入氨气。