Question

【题目】研究发现NOx和SO2是雾霾的主要成分。

I．NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。

已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ· mol－1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=－564 kJ· mol－1

(1)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H=___________，该反应在___________下能自发进行(填“高温”低温”或“任意温度”)

(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0－5min中NO的物质的量随时间变化如右图所示。

①已知：平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为Ｐ=14MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp=___________MPa－1；平衡后，再向容器中充入NO和CO2各0.1mol，平衡将___________(填“向左”“向右”或“不")移动

②15min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___________(填字母)

A．升温 B．增大CO浓度 C．加入催化剂 D减小容器体积

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

(1)已知：亚硫酸的电离常数为Ka1=2.0×10－2，Ka2=6.0×10－7。则NaSO3溶液呈___________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)

(2)如图所示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为___________；若通入的N体积为4.48L(标况下)，则另外一个电极通入SO2的质量理论上应为__________g。

Answer 1

【答案】－744 kJ·mol－1 低温 0.125(或1/8) 不 BD 酸性 6H＋＋NO＋5e－===NH4+＋H2O 32

【解析】

根据盖斯定律和△G=△HT△S<0解答；根据三段式, 化学平衡常数K 与Qc的关系进行判断；根据 15min时,改变某一因素,NO的物质的量减少,说明平衡向正反应方向移动,结合化学平衡的影响因素分析；根据HSO3的电离平衡常数与水解平衡常数大小判断；根据电解装置得失电子数目守恒进行计算。

（1）根据盖斯定律①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ· mol－1 ②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=－564 kJ· mol－1,②①得：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H= (564180)kJmol1=744kJmol1，该反应为气体体积缩小的放热反应，其△H<0、△S<0，则温度处于低温下满足△G=△HT△S<0，能自发进行；故答案为：744kJmol1；低温；

(2)①由图1知,2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)，

起始(mol) 0.4 0.4 0 0

转化(mol) 0.2 0.2 0.2 0.1

平衡(mol) 0.2 0.2 0.2 0.1

各组分的体积分数分别是：、、、，,Kp==(14×)2×(14)/ [(14×)2×(14×)2]=0.125；根据①的分析,化学平衡常数K==5,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，此时的浓度商Qc==5=K，因此平衡不移动；故答案为：0.125；不；

②15min时，改变某一因素，NO的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动：

A. 正反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，NO的物质的量增大，故A错误；

B. 增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO的物质的量减小，故B正确；

C. 加入催化剂，化学平衡不移动，故C错误；

D. 减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，NO物质的量减小，故D正确；

故答案为：BD；

Ⅱ(1)由于HSO3的水解常数K=Kw/Ka1=5.0×1013<Ka2=6.0×107,说明HSO3的电离平衡常数大于水解平衡常数，则HSO3的溶液显酸性；答案：酸性；

(2)根据电解装置，NO和SO2转化为硫酸铵，说明NO转化成NH4+，即NO在阴极上发生反应NO+6H++5e=NH4++H2O，阳极反应式为SO2+2H2O2e=4H++SO42,根据得失电子数目守恒，有2NO10e5SO2，则SO2的物质的量为：n(SO2)=5/2n(NO)=4.48L/22.4Lmol-1×5/2=0.5mol，SO2的质量为64g/mol×0.5mol=32g，故答案为：6H＋＋NO＋5e－===NH4+＋H2O；32。