Question

消除氮氧化物和硫氧化物有助于预防雾霾天气的形成。

（1）某恒容密闭容器中存在如下反应：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)△H。维持温度不变，测得不同时刻几种气体物质的浓度如下表所示：

①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________，该温度下反应的平衡常数K=___________。

②表中25min的数据变化与反应进行到22min时改变了反应体系中的某一条件有关，则b=___________，改变的条件可能是___________。

A．加入一定量的活性炭

B．通入一定量的N₂

C．适当缩小容器的体积

③若15min时升高温度，达到平衡时容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5:3:3，则△H___________0(填“>”、“=”或“<”)。

（2）NH₃催化还原氮氧化物(产物是N₂、H₂O)是目前广泛采用的烟气脱氮技术

①当废气中NO₂、NO的体积分数相等时脱氮率最高，若此情况下生成1molN₂时反应放出的热量为akJ，则对应的热化学方程式为___________。

②右图使用不同催化剂时的脱氮率，则脱氮时最佳的温度、催化剂应是___________。

（3）用石灰浆作吸收剂也可脱去废气中的SO₂，若处理结束时，测得吸收液中c(Ca²⁺)=0.70mol/L，则c(SO₃^2-)=___________(已知K_sp(CaSO₃)=1.4×10^-7)。

Answer

（1）①0.06mol/(L·min)；(或0.5625)②0.36；c；③<

（2）2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol②Mn、200℃左右

（3）c(SO32-)=Ksp(CaSO3)/c(Ca2+)=1.4×10-7/0.7mol/L=2×10-7mol/L。

【解析】

试题分析：（1）①根据表中数据可知，0~10min内，v(NO)=(1.0mol/L-0.4mol/L)÷10min=0.06mol/(L·min)；由方程式及表中数据知a=0.3，由此可求出平衡常数K=。

②25min时，NO、CO2的浓度均比条件改变前增大20%(即增大倍数相同)，而该反应又是一个气体分子数目保持不变的反应，故改变的条件是加压(缩小容器容积)，b=0.36。

③新平衡状态的平衡常数K=(3×3)÷52=0.36<，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，△H<0。

（2）当c(NO2)/c(NO)=1:1时，总反应方程式为2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O，由此可确定对应的热化学方程式：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol。

②根据图知Mn、Cr作催化剂的最高脱氮率差不多，但是使用Mn作催化剂时所需要的温度低，更经济，因此使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为Mn、200℃左右。

（3）利用Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO32-)及c(Ca2+)的浓度即可直接求出c(SO32-),c(SO32-)=Ksp(CaSO3)/c(Ca2+)=1.4×10-7/0.7mol/L=2×10-7mol/L。

考点：考查了化学平衡常数及其计算、化学平衡的移动的相关知识。