Question

【题目】烟气脱硝技术是烟气治理的发展方向和研究热点。

（1）用NH3选择性脱除氮氧化物，有如下反应：

6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)

已知化学键的键能数据如下表：

化学键	NO中的氮氧键	N-H	NN	O-H
键能（kJ·mol-1）	a	b	c	d

则该反应的ΔH=__kJ·mol-1。

（2）在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1。

实验测得：v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）

①达平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数__k逆增大的倍数（填“＞”或“＜”或“＝”）。

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡，CO的转化率为50%，则=__。

（3）现利用反应除去汽车尾气中的NOx：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ·mol-1。在密闭容器中发生该反应，催化反应相同时间，测得不同温度下NO的转化率a（NO）随温度的变化如图所示。由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，原因是__。

（4）以连二硫酸根（S2O42-）为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：

①阴极区的电极反应式为__。

②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电时电路中转移了0.3mole-，则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为__mL。

Answer 1

【答案】6a+12b-5c-12d ＜ 1 1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 1344

【解析】

（1）反应的ΔH等于反应物的总键能减去生成物的总键；

（2）①根据升温对反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1的平衡移动及反应速率的影响幅度来判断；

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡，CO的转化率为50%，用三段式求出平衡时各物质的浓度，再按照平衡时正逆反应速率相等来计算；

（3）假如已平衡，升温平衡应左移，转化率下降，之所以有矛盾，从假设不成立角度分析；

（4）①阴极区发生还原反应，从图中找出阴极反应物，写它发生还原反应的电极反应式；

②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，写出关系式，按电子数守恒，求出一氧化氮在标准状况下体积；

（1）反应的ΔH等于反应物的总键能减去生成物的总键，ΔH=（6a+12b-5c-12d）kJ·mol-1；

答案为：6a+12b-5c-12d；

（2）①该反应的正反应是放热反应，达到平衡后，仅升高温度，平衡逆向移动，所以逆反应速率大于正反应速率，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，所以k正增大的倍数<k逆增大的倍数；

答案为：＜；

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡，CO的转化率为50%， 平衡时正逆反应速率相等，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)，则 k正·c2(NO)·c2(CO) =k逆·c(N2)·c2(CO2)，因为是1L的密闭容器，k正×0.52×0.52=k逆·×0.25×0.52，则=1；

答案为：1；

（3）假如已平衡，升温平衡应左移，转化率下降，而当反应在建立平衡的过程中时，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；

答案为：1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；

（4）①由图可知，阴极区通入液体主要含SO32-，流出主要含S2O42-，所以阴极区电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

答案为：2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电一段时间后阴极区n(SO32-)减少了0.3mol，此过程转移0.3mole；由于NO吸收转化后的主要产物为NH4+，NO～NH4+～5e，若电路中转移转移0.3mole，消耗NO0.06mol，标准状况下体积为V(NO)=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL；

答案为：1344。