Question

【題目】為使空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，完成二氧化硫、氮氧化物排放量下降的目標(biāo)，離不開(kāi)各種化學(xué)處理方法。

(1)一定條件下，用CO處理燃煤煙氣中的SO2可生成液態(tài)硫，實(shí)現(xiàn)硫的回收。

己知：2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H=-566kJ·mol-1

S(l)+O2(g)SO2(g)△H=-296kJ·mol-1

則用CO處理燃煤煙氣中SO2的熱化學(xué)方程式是__________________________________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_________________________。

(2)研究發(fā)現(xiàn)利用反應(yīng)4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)可消除NO的污染。當(dāng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1∶3、3∶1和4∶1時(shí)；NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示，則：

①一定溫度下密閉的恒壓容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。

a．4v逆(N2)=v正(O2)

b．混合氣體的密度保持不變

c．c(N2)∶c(H2O)∶c(NH3)=4∶6∶4

d．單位時(shí)間內(nèi)斷裂12molN-H鍵的同時(shí)斷裂4molN≡N鍵

②曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為_______mg/(m3·s)。

③曲線b對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是___________，做出該判斷的理由是___________。

(3)采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)進(jìn)行脫硫、脫硝的處理。已知，溫度為323K時(shí)，在濃度為5×10-3mol·L-1的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的混合氣，反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表：

離子	SO42-	SO32-	NO3-	NO2-	Cl-
c/(mol·L-1)	8.35×10-4	6.87×10-6	1.5×10-4	1.2×10-5	3.4×10-3

則NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________________；增大壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率__________(填“提高”、“不變"或“降低”)。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)△H=-270kJ/mol K= bd 1.5×10-4 3∶1 NH3與NO物質(zhì)的量比值越大，NO的脫除率越高 4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+2H2O+3Cl- 提高

【解析】（1）將第二個(gè)方程式×（-1）再加上第一個(gè)方程式得到：2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) △H=-270kJ/mol。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=。

（2）①反應(yīng)方程式中的速率比英國(guó)等于其系數(shù)比，所以應(yīng)該是v逆(N2)=4v正(O2)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。反應(yīng)容器恒壓，根據(jù)阿伏加德羅定律的推論，同溫同壓下，氣體的密度比等于其摩爾質(zhì)量（分子量）的比，所以混合氣體的密度不變就是混合氣體的平均分子量不變。反應(yīng)中所有物質(zhì)都是氣體，所以氣體的總質(zhì)量不變，平均分子量也不變，得到氣體的總物質(zhì)的量不變，因?yàn)閮蛇呄禂?shù)不等，所以氣體物質(zhì)的量不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡，進(jìn)而說(shuō)明選項(xiàng)b正確。濃度的比例關(guān)系，不能說(shuō)明達(dá)平衡，因?yàn)闆](méi)有說(shuō)明比例不變，有可能是某個(gè)瞬間達(dá)到這個(gè)關(guān)系，過(guò)了這個(gè)瞬間，又發(fā)生了變化，所以選項(xiàng)c錯(cuò)誤。單位時(shí)間內(nèi)斷裂12molN-H鍵說(shuō)明有4mol氨氣參與了反應(yīng)，同時(shí)斷裂4molN≡N鍵說(shuō)明有4mol氮?dú)膺M(jìn)行了逆反應(yīng)，所以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡，選項(xiàng)d正確。答案為bd。

②從圖中得到A點(diǎn)的NO脫除率為55%，B點(diǎn)的NO脫除率為75%，即從A到B時(shí)NO的脫除率增加了20%，所以反應(yīng)的NO為6×10-4×20%=1.2×10-4mg/m3，時(shí)間為0.8s，所以反應(yīng)的速率為 mg/(m3·s)。

③NH3與NO的物質(zhì)的量之比越大，NO的脫除率越高，所以曲線b對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是3:1。

（3）混合氣體通過(guò)NaClO2的溶液后，N元素主要轉(zhuǎn)化為NO3-，所以NO應(yīng)該被氧化為NO3，方程式為：4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+2H2O+3Cl-。增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率升高。