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【题目】汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一,严重时导致雾霾。

(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在固定容积为2L

的密闭容器中通入0.8mol的NO和0.8mol的CO,发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催

化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。据此判断:

① 该反应的ΔΗ______0(填“>”、“<”或“=”)。

② 在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=______。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气也会引起严重的环境问题。

①煤燃烧产生的SO2也是空气污染源,假设用酸性高锰酸钾溶液吸收煤燃烧产生的SO2,该过程中高锰酸根被还原为Mn2+,该过程的离子方程式中H2O的化学计量数为________

②将燃煤产生的二氧化碳加以回收,可降低碳的排放。下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图,则a电极的反应式:________。

(3)某化学兴趣小组拟采用氢氧化钡和氢氧化钙溶液来吸收SO3气体。现分别以0.01mol/L的氢氧化钙和氢氧化钡溶液吸收SO3气体,应采用_______溶液(填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)吸收SO3气体效果更好。(已知CaSO4的Ksp=1.96×10-4,BaSO4的Ksp=1.08×10-10)

【答案】 < 0.05mol·L-1·s-1 2 2H2O-4e-=O2+4H+ Ba(OH)2

【解析】(1)① 由图示可知,温度T1先到达平衡,故温度T1>T2,且升高温度后c(CO2)平衡浓度降低,说明升温平衡逆向移动,即该反应的ΔΗ<0;

②由图可知,T1温度时2s到达平衡,平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L,故v(CO2)==0.1mol·L-1·s-1 ,速率之比等于化学计量数之比,故v(N2)=0.05mol·L-1·s-1 ;

(2)①Mn元素的化合价由+7价降低到+2价,降低5价;S元素的化合价由+4价升高到+6价,升高了2价,最小公倍数为10,然后用观察法配平其它系数,该离子反应为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,离子方程式中H2O的化学计量数为2;

②根据装置图中电子的流向,电极a为负极电极反应:2H2O-4e-═O2+4H+;

(3)已知CaSO4的Ksp=1.96×10-4,BaSO4的Ksp=1.08×10-10,可知相同条件下BaSO4的溶解度比CaSO4小,且以0.01mol/L的氢氧化钙和氢氧化钡溶液吸收SO3气体,最先生成沉淀的是Ba(OH)2溶液,则应采用Ba(OH)2溶液吸收SO3气体效果更好。

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