Question

研究发现，NO_x和SO₂是雾霾的主要成分。

（一）NOx主要来源于汽车尾气。

已知：N₂（g）＋O₂（g）2NO（g）    △H＝＋180．50 kJ·mol^－1

2CO（g）＋O₂（g）2 CO₂（g）       △H＝－566．00kJ·mol^－1

（1）为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式________。

（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（0－15min）中NO的物质的量随时间变化如右图所示。①T℃时该化学反应的平衡常数K＝_________；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0．8 mol，平衡将_______移动。（填“向左”、“向右”或“不”）

②图中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n（NO）的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是__________。（填“a”或“b”）

③15min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______。

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

（3）用纯碱溶液吸收SO₂可将其转化为HSO₃^-。该反应的离子方程式是_____________。

（4）下图电解装置可将雾霾中的NO、SO₂分别转化为NH₄^＋和SO₄^2－。

①写出物质A的化学式________，阳极的电极反应式是_______。

②该电解反应的化学方程式为________________。

Answer

（1）2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g） △H =-746.50 kJ·mol－1 （2）①5(mol/L)-1 向右 ②b ③增加CO的物质的量浓度或增大压强 

(3) H2O + 2SO2 + CO32- == 2HSO3- + CO2

(4)①H2SO4 SO2+2H2O-2e－==SO42-+4H+ ②5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4

【解析】

试题分析：（1）已知：①N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H＝＋180．50 kJ·mol－1

②2CO（g）＋O2（g）2 CO2（g） △H＝－566．00kJ·mol－1

根据盖斯定律②-①得到2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H =-746.50 kJ·mol－1；

（2）①起始时，NO为0.4mol，平衡时NO为0.2mol，则

2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）

起始量（mol） 0.4 0.4 0 0

转化量（mol） 0.2 0.2 0.2 0.1

平衡量（mol） 0.2 0.2 0.2 0.1

则平衡时的浓度：c（NO）=0.1mol/L，c（CO）=0.1mol/L，c（CO2）=0.1mol/L，c（N2）=0.05mol/L，所以平衡常数k===5（mol/L）-1；

平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，则c（CO）=0.5mol/L，c（N2）=0.45mol/L，

Qc===1.8＜k，则平衡将向右移动；

②催化剂表面积较大，反应速率快，达到平衡所用时间短，由图可知，b曲线代表的条件下反应速率快，所以b的催化剂的表面积大；

③由图像可知，NO的浓度减小，平衡向正方向移动，所以改变的条件为增加CO的物质的量浓度或增大压强；

（3）碳酸钠溶液与SO2反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，其反应的离子方程式为H2O+2SO2+CO32-＝2HSO3-+CO2；

（4）电解装罝可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，则电解方程式为5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4。

①由电解方程式可知，物质A为硫酸，其的化学式H2SO4； 电解时，阳极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子，则阳极的电极反应式是SO2+2H2O-2e－==SO42-+4H+；

②电解时NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-，结合原子守恒可知电解方程式为5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4。

【考点定位】本题主要是考查了盖斯定律的应用、化学平衡移动和平衡常数的计算、电解原理的应用

【名师点晴】侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力和计算能力，注意把握三段式在化学平衡计算中的应用。该题的难点是电极反应式的书写和化学平衡常数的计算与应用。解答电解池相关题目时，应从几步入手：①看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。②看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。③看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。