Question

【题目】雾霾天气严重影响人们的生活，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，以下方法可以消除氮氧化物和硫氧化物的污染。

（1）用活性炭还原法可处理氮氧化物，向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应： △H<0，在一定条件下，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表。

时间/min 浓度/mol·L-1	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.52	0.40	0.40	0.44	0.44
N2	0	0.24	0.30	0.30	0.28	0.28
CO2	0	0.24	0.30	0.30	0.28	0.28

①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)=_______________。

②在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的标志是_________(填字母编号)。

a．v正(N2)=2v逆(NO) b．反应体系的压强不再发生改变

c．不变 d．混合气体的密度保持不变

③30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________。

（2）NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。已知c(NO2)：c(NO)=1：1时脱氮效果最佳，若生成1mol N2时反应放出的热量为Q kJ。此时对应的脱氮反应的热化学方程式为_____________________________________________________。

（3）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。

①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_____________________。

②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n()：n()变化关系如下表：

n()：n()	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：

写出在阳极放电的电极反应式：_______________________________________，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。

（4）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收。该温度下吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.50 mol·L-1，已知KSP(CaSO3)=1.4×10-7，求吸收后溶液中的浓度______________________。

Answer 1

【答案】0.048mol/(L·min) c d 升高温度 2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g) △H=-2Q kJ/mol 2OH-+SO2=+H2O -2e-+H2O=+3H+ 2.8×10-7mo1/L

【解析】

（1）用活性炭还原法可处理氮氧化物，向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应： △H<0，在一定条件下，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:

时间/min 浓度/mol·L-1	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.52	0.40	0.40	0.44	0.44
N2	0	0.24	0.30	0.30	0.28	0.28
CO2	0	0.24	0.30	0.30	0.28	0.28

①分析图表数据，010min内，NO的平均反应速率v(NO)= =0.048mol/(Lmin)；

答案为：0.048mol/(Lmin)；

②a．不同物质的反应速率之比等于计量系数之比时，可判定反应达到平衡状态，v正(N2)：v逆(NO) =1:2，即2 v正(N2)= v逆(NO)，故a错误；

b．根据反应：可知，该体系是反应前后气体体积不变的体系，平衡不受压强影响，反应体系的压强不再发生改变，不能判定达到平衡状态，故b错误；

c．为平衡常数，平衡常数不变，说明反应体系中各组分的含量不再变化，反应达到平衡状态，故c正确；

d．该体系为气体平均摩尔质量增大的体系，气体的摩尔质量与混合气体的密度成正比，摩尔质量保持不变，则密度保持不变，反应达到平衡，故d正确；

答案选cd；

③30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，图表数据分析可知一氧化氮浓度增大，氮气，二氧化碳浓度都减小；说明条件的改变使平衡反应向逆反应方向进行，根据反应△H<0，正反应放热，逆反应吸热，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大；

答案为：升高温度；

（2）利用H3催化还原氮氧化物技术可将一氧化氮和二氧化氮转化为氮气，且c(NO2)：c(NO)=1：1时脱氮效果最佳，发生的反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)，生成1mol N2时反应放出的热量为Q kJ，则该反应的焓变△H=2QkJ/mol，所以时对应的脱氮反应的热化学方程式为：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)△H=2QkJ/mol，

故答案为：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)△H=2QkJ/mol；

（3）①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式：2OH-+SO2=+H2O；

答案为：2OH-+SO2=+H2O；

②结合表格数据，当吸收液的pH降至约为6时，吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：-2e-+H2O= SO42-+3H+；

故答案为：-2e-+H2O=SO42-+3H+；

（4）根据硫酸钙的溶度积常数表达式Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO32-)可知，c(SO32-)= =2.8×10-7mol/L；

答案为：2.8×10-7mol/L。