Question

治理SO₂、CO、NO_x污染是化学工作者研究的重要课题。

Ⅰ.硫酸厂大量排放含SO₂的尾气会对环境造成严重危害。

（1）工业上可利用废碱液（主要成分为Na₂CO₃）处理硫酸厂尾气中的SO₂，得到Na₂SO₃溶液，该反应的离子方程式为__________________________________。

Ⅱ.沥青混凝土可作为反应；2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g)的催化剂。图甲表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥青混凝土（α型、β型）催化时，CO的转化率与温度的关系。

（2）a、b、c、d 四点中，达到平衡状态的是__________________________________。

（3）已知c点时容器中O₂浓度为0.02 mol/L，则50℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=____________（用含x的代数式表示）。

（4）下列关于图甲的说法正确的是_____________。

A.CO转化反应的平衡常数K(a)

B.在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大

C.b点时CO与O₂分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高

D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性

Ⅲ.某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下，将模拟尾气（成分如下表所示）以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物（CO₂、N₂、N₂O）与NO的相关数据结果如图乙所示。

模拟尾气	气体(10mol)	碳烟
NO	O2	He
物质的量(mol)	0.025	0.5	9.475	n

（5）375℃时，测得排出的气体中含0.45 molO₂和0.0525 mol CO₂，则Y的化学式为______________。

（6）实验过程中采用NO模拟NO_x，而不采用NO₂的原因是____________________________。

Answer

CO32-+SO2=SO32-+CO2 bcd 50x2/(1-x)2 BD N2O 由于存在反应2NO2N2O4会导致一定的分析误差

【解析】（1）利用强酸制备弱酸规律，亚硫酸的酸性强于碳酸，因此碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，离子方程式为CO32-+SO2=SO32-+CO2；正确答案：CO32-+SO2=SO32-+CO2。

（2）可逆反应达到平衡状态时，转化率为最大转化率，因此使用同质量的不同沥青混凝土（α型、β型）催化时，b、c对应的转化率最大，反应达到平衡状态，达到平衡状态后，再升高温度，平衡左移，一氧化碳的转化率减小，所以d点也为对应温度下的平衡状态；正确答案：bcd。

（3）假设一氧化碳的起始浓度为a，其转化率为x；

2CO(g)+O2(g)2CO2(g)

起始浓度 a 0

变化浓度 ax ax

平衡浓度 a-ax 0.02 ax

平衡常数K=c2(CO2)/c2(CO)c(O2)=(ax)2/[(a-ax)2×0.02]=50x2/(1-x)2 ；正确答案：50x2/(1-x)2。

（4）平衡常数为温度的函数，a、c处在同一温度下，所以K(a)=K(c)，A错误；从图像可以看出，同温下β型沥青混凝土催化下，催化能力强于α型，所以在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大，B正确；反应物的浓度越大，分子之间发生有效碰撞的几率越高，b点时达到平衡时的点，一氧化碳的转化率最大，剩余物质的浓度最小，有效碰撞几率不是最高的，C错误；温度太高，催化剂可能会失去活性，催化能力下降，D正确；正确选项BD。

（5）模拟尾气中一氧化氮的物质的量为 0.025 mol,而图中参与反应生成X和Y的一氧化氮的物质的量为:,模拟尾气中的物质的量为0.5 mol,测得排出的气体中含,说明实际参与反应的氧气的物质的量为,同时测得,根据氧守恒,可以知道一氧化二氮的物质的量为:,根据氮守恒可以知道氮气的物质的量为:,所以对应的是氮气,而8%对应是一氧化二氮,即Y对应是；正确答案：。

（6）实验过程中采用NO模拟NOx，而不采用NO2的原因是二氧化氮与四氧化二氮之间存在双聚平衡,所以无纯的二氧化氮；正确答案：由于存在反应2NO2N2O4会导致一定的分析误差。