题目内容

二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中
NO2、SO2
NO2、SO2
能导致酸雨的形成；目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化．如：
CO（g）+NO2（g）═NO（g）+CO2（g）△H=-akJ?mol-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1（b＞0）
据此回答：若用标准状况下3.36升CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为
0.3
0.3
mol，放出的热量为
3(2a+b)
80
3(2a+b)
80
kJ（用含有a和b的代数式表示）．
（2）在火力发电厂产生的废气中含有SO2、N2、CO等气体，为除去SO2，常用Ca（OH）2悬浊液洗涤废气，为了废物利用，再通入空气使反应产物转化为石膏（CaSO4?2H2O）．写出有关的化学反应方程式
SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O、2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O、2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
．
（3）硫酸工业生产中，SO2催化氧化生成SO3：
2SO2（g）+O2（g）
催化剂
2SO3（g）△H=-196．kJ?mol-1
某温度下达到平衡时，SO2的体积百分含量与体系的总压强的关系如图所示：
据此图回答下列问题：
①平衡状态由A变到B时，反应体系
释放
释放
（填“吸收”或“释放”）能量．
②将5molSO2和7molO2通入10L密闭容器中，平衡时体系的总压强为0.1MPa．该反应在该温度下的平衡常数等于
32
32
．
分析：（1）NO2、SO2是导致酸雨的主要气体．
标准状况下3.36升CO的物质的量为0.15mol，CO还原NO2至N2，自身被氧化为CO2，碳元素化合价由+2价升高为+4价，转移电子是CO的2倍．
根据盖斯定律第一个热化学方程式乘以2与第二热化学方程式相加构造出目标热化学方程式，据此计算；
（2）Ca（OH）2与SO2反应生成CaSO3，CaSO3在水中被氧化生成CaSO4?2H2O．
（3）①由图可知，平衡状态由A变到B时，增大压强，三氧化硫的体积分数增大，反应向生成三氧化硫的分析进行．
②利用三段式解题法计算平衡时各物质的平衡浓度，代入平衡常数k=
c2(SO3)
c2(SO2)?c(O2)
计算．
解答：解：（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中NO2、SO2是导致酸雨的形成主要气体．
标准状况下的3.36L CO的物质的量为
3.36L
22.4L/mol
=0.15mol，反应中CO还原NO2至N2，自身被氧化为CO2，碳元素化合价由+2价升高为+4价，所以转移电子的物质的量为0.15mol×（4-2）=0.3mol．
已知：①CO（g）+NO2（g）═NO（g）+CO2（g）△H=-akJ?mol-1（a＞0）
②2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1（b＞0）
由盖斯定律可知，①×2+②得到：4CO（g）+2NO2（g）?4CO2（g）+N2（g）△H=-（2a+b）kJ?mol-1．
所以0.15molCO反应放出的热量为
0.15mol
4
×（2a+b）kJ?mol-1=
3(2a+b)
80
kJ．
故答案为：NO2、SO2；0.3；
3(2a+b)
80
．
（2）Ca（OH）2与SO2反应生成CaSO3，CaSO3在水中被氧化生成CaSO4?2H2O，
有关反应方程式为：SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O，2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O．
故答案为：SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O；2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O．
（3）2SO2（g）+O2（g）
催化剂
2SO3（g）△H=-196．kJ?mol-1
①由图可知，平衡状态由A变到B时，增大压强，三氧化硫的体积分数增大，反应向生成三氧化硫的分析进行，反应体系释放能量．
故答案为：释放．
②将5molSO2和7molO2通入10L密闭容器中，平衡时体系的总压强为0.1MPa．
            2SO2（g）+O2（g）
催化剂
2SO3（g）
开始（mol）：5         7            0
变化（mol）：2x        x           2x  
平衡（mol）：5-2x      7-x         2x
所以
5-2x
5-2x+7-x+2x
=10%，解得x=2
所以平衡时c（SO3）=
2×2mol
10L
=0.4mol/L，c（SO2）=
5mol-2×2mol
10L
=0.1mol/L，
c（O2）=
7mol-2mol
10L
=0.5mol/L
所以平衡常数k=
0.42
0.12×0.5
=32
故答案为：32
点评：看出反应热的计算、平衡计算、化学用语等，难度中等，（1）中计算反应热构造出目标热化学方程式是解题关键．
练习册系列答案
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（2012?浦东新区二模）防治环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一．二氧化硫和氮氧化物是大气的主要污染物．
（1）将1.5mol SO2用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到
258
258
g石膏（CaSO4?2H2O）．
（2）用CH4消除NOx污染的化学方程式为：
CH4+4NO→2N2+CO2+2H2O；       CH4+2NO2→N2+CO2+2H2O
现有11.2L NO2、NO的混合气体NOx，将其还原为N2，需要4.48L 的CH4，则混合气体中NO2、NO的物质的量分别为
0.3mol、0.2mol
0.3mol、0.2mol
．（体积都已换算为标准状况）
（3）（1）常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染，使NOx转变为N2，同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4．若2mol ZnFe2Oy与足量NO2可生成0.5mol N2，则y=
3
3
．
（2）氧缺位铁酸锌ZnFe2Oz化学式的氧化物形式为aZnO?bFeO?cFe2O3．已知1mol ZnFe2Oz最多能使4.0L（标况）NO1.4转化为N2．则上述氧化物形式的化学式可具体表示为
4ZnO?2FeO?3Fe2O3
4ZnO?2FeO?3Fe2O3
．
（4）低温臭氧氧化脱硫脱硝技术可以同时吸收烟气中的氮氧化物和二氧化硫，反应原理是将NOx氧化成N2O5，通过洗涤形成硝酸盐，二氧化硫形成硫酸盐．其主要反应如下：
NO+O3→NO2+O2 …①
2NO2+O3→N2O5+O2…②
N2O5+2NH3+H2O→2NH4NO3 …③
SO2+O3+2NH3+H2O→（NH4）2SO4+O2…④
某热电厂烟气中平均含NOx4.5‰、SO2 9.0‰（体积分数），压缩空气经臭氧发生器变成臭氧空气，其中O3浓度为90L/m3，臭氧空气与加湿氨气和烟气混合反应．若
V(臭氧空气)V(烟气)
流量比为y，请通过计算列出y与x的关系式．

(13分)二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中                能导致光化学烟雾的形成；
目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化。如：CO（g）+NO2（g）   NO（g）+CO2（g）   △H=－akJ·mol—1（a>0）2CO（g）+2NO2（g）   N2（g）+2CO2（g）   △H=－bkJ·mol—1（b>0）
据此回答：若用标准状况下3.36升CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为           mol，放出的热量为           kJ（用含有a和b的代数式表示）。
⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理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。该技术的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）。
（3）工业上生产硫酸时，将SO2氧化为SO3是关键一步。
①某温度下，SO2（g）＋1/2O2（g）SO3（g）；△H=" —98" kJ· mol—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和5.0molO2(g)，当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=              。
②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡后改变下述条件SO3　的体积分数变大的是       
A．保持温度和容器压强不变，充入2mol SO3　　
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2
C．保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO2和0.25mol O2
E．升高温度    F．移动活塞压缩气体
（4）某人设想以右上图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：                               
                                       。

   

二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1) 新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，其吸收的化学反应方程式为                   再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的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) 工业上生产硫酸时，将SO2氧化为SO3是关键一步。

① 某温度下，SO2（g）＋1/2O2（g）SO3（g）；△H= —98 kJ· mol—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和5.0molO2(g)，当反应达到平衡时混合气体的总物质的量为8.0mol，该温度下平衡常数K=               。

② 一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡后改变下述条件，SO3的体积分数变大的是        

A、保持温度和容器压强不变，充入2mol SO3 　　

B、保持温度和容器体积不变，充入2mol N2

C、保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO2和0.25mol O2

D、升高温度   

E、移动活塞压缩气体

(3) 某人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，通入O2的一极的电极为     极； 写出通入SO2的电极的电极反应式：                                         。

 

(13分)二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中                 能导致光化学烟雾的形成；

目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化。如：CO（g）+NO2（g）    NO（g）+CO2（g）   △H=－akJ·mol—1（a>0）2CO（g）+2NO2（g）    N2（g）+2CO2（g）   △H=－bkJ·mol—1（b>0）

据此回答：若用标准状况下3.36升CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为            mol，放出的热量为            kJ（用含有a和b的代数式表示）。

⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理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。该技术的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）。

（3）工业上生产硫酸时，将SO2氧化为SO3是关键一步。

①某温度下，SO2（g）＋1/2O2（g）SO3（g）；△H= —98 kJ· mol—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和5.0molO2(g)，当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=               。

②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡后改变下述条件SO3 　的体积分数变大的是        

A．保持温度和容器压强不变，充入2mol SO3 　　

B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2

C．保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO2和0.25mol O2

E．升高温度    F．移动活塞压缩气体

（4）某人设想以右上图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：                               

                                        。

 

   

 

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