近年來,對“霧霾”的防護與治理成為越來越重要的環境問題和社會問題。霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這...
問題詳情:
近年來,對“霧霾”的防護與治理成為越來越重要的環境問題和社會問題。霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成。
(1)機動車的尾氣是霧霾形成的原因之一,近幾年有人提出利用選擇*催化劑讓汽油中揮發出來的C3H6催化還原尾氣中的NO氣體,請寫出該過程的化學方程式:__________
(2)到了冬季,我國北方燒煤供暖所產生的廢氣也是霧霾的主要來源之一。經研究發現將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒,發現能夠降低燃煤時NO的排放,主要反應為:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH
若① N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1= +180.5 kJ•mol-1
② CO(g)C(s)+1/2O2(g) ΔH2= +110.5 kJ•mol-1
③ C (s)+O2(g) CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ•mol-1
則ΔH=_____________kJ•mol-1。
(3)燃煤尾氣中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液,在pH為4~7之間時電解,硫元素在鉛*極上被電解還原為Na2S2O4。Na2S2O4俗稱保險粉,廣泛應用於染料、印染、造紙、食品工業以及醫學上。這種技術是最初的電化學脫硫技術之一。請寫出該電解反應中*極的電極方程式:______________________________________。
(4)SO2經過淨化後與空氣混合進行催化氧化後製取硫*或者硫*銨,其中SO2發生催化氧化的反應為:2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa條件下,往一密閉容器通入SO2和O2(其中n(SO2):n(O2)=2:1),測得容器內總壓強與反應時間如圖所示:
①該反應的化學平衡常數表示式:K=__________________。
②圖中A點時,SO2的轉化率為________________
③計算SO2催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數K=_______________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)
④若在T2℃,其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如圖所示,則T1____T2(填“>”、“<”、“=”);其中C點的正反應速率vc(正)與A點的逆反應速率vA(逆)的大小關係為vc(正)____vA(逆) (填“>”、“<”、“=”)。
【回答】
【*】(1)2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2;(2)﹣746.5kJ•mol﹣1;(3)2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O;(4)①;②45%;③24300(MPa)﹣1;④:<,>.
【解析】
(1)C3H6催化還原尾氣中的NO氣體,可以得到無毒的氣體氮氣和二氧化碳,即2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2;
(2))②×2+③×2﹣①得到2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),反應的焓變=2(+110.5kJ•mol﹣1)+2(﹣393.5kJ•mol﹣1)﹣(180.5kJ•mol﹣1)=﹣746.5kJ•mol﹣1,故*為:﹣746.5kJ•mol﹣1;
(3)電解反應中*極上發生得電子的還原反應,2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O,故*為:2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O;
(4)①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3,反應的平衡常數K=,
②依據化學三行列式計算,設氧氣消耗物質的量為x,
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3
起始量(mol) 2a a 0
變化量(mol) 2x x 2x
平衡量(mol)2a﹣2x a﹣x 2x
圖中A點時,氣體物質的量0.085,則=,
x=0.45a
SO2的轉化率=×100%=45%,
③圖中B點,依據化學三行列式計算,設氧氣消耗物質的量為y,
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3
起始量(mol) 2a a 0
變化量(mol) 2y y 2y
平衡量(mol)2a﹣2y a﹣y 2y
B點氣體物質的量為 0.007,則=,y=0.9a,
平衡常數K==24300(MPa)﹣1,
④圖象分析可知,先拐先平溫度高則T1<T2,C點是平衡狀態,A點反應未達到平衡狀態,其中C點的正反應速率vC(正)與A點的逆反應速率vA(逆)的大小關係為vC(正)>vA(逆)
【點評】本題考查了化學平衡、化學反應速率影響因素的分析應用,圖象變化和數值的計算是解題關鍵,題目難度中等.
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題
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