Question

【題目】治理SO2、CO、NOx污染是化學工作者研究的重要課題。

Ⅰ．含硫的煤燃燒時會產生SO2，對空氣造成污染，且易形成酸雨。

(1)為了防治酸雨，工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒，燃燒時生成的SO2和生石灰、O2共同反應生成硫酸鈣。請寫出該反應的化學方程式___。

Ⅱ．瀝青混凝土可作為反應；2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的催化劑。圖甲表示在相同的恒容密閉容器、相同起始濃度、相同反應時間段下，使用同質量的不同瀝青混凝土（α型、β型）催化時，CO的轉化率與溫度的關系。

(2)a、b、c、d四點中，達到平衡狀態(tài)的是__。

(3)已知c點時容器中O2濃度為0.02mol/L，則50℃時，在α型瀝青混凝土中CO轉化反應的平衡常數(shù)K=__（用含x的代數(shù)式表示）。

(4)下列關于圖甲的說法正確的是__。

A．CO轉化反應的平衡常數(shù)K(a)<K(c)

B．在均未達到平衡狀態(tài)時，同溫下β型瀝青混凝土中CO轉化速率比α型要大

C．b點時CO與O2分子之間發(fā)生有效碰撞的幾率在整個實驗過程中最高

D．e點轉化率出現(xiàn)突變的原因可能是溫度升高至一定溫度后，催化劑失去活性

Ⅲ．活性炭還原法也是消除氮氧化物和硫氧化物的方法：某研究小組向某密閉容器中加入足量的活性炭和NO，發(fā)生反應：

C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH=QkJ·mol-1

在T1℃下，反應進行到不同時間測得各物質的濃度部分數(shù)據如下：

時間(min) 濃度(mol·L-1)	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.40		0.20	0.30	0.60
N2	0		0.40		0.60	0.60
CO2	0				0.60	0.60

(5)0～10min內，N2的平均反應速率v(N2)=__。

(6)若30min后升高溫度至T2℃，重新達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為7∶3∶3，則該反應的ΔH__0（填“＞”、“=”、或“＜”）

Answer 1

【答案】2SO2+2CaO+O2=2CaSO4 bcd BD 0.03mol·L-1·min-1 ＜

【解析】

(1)燃燒時生成的SO2和生石灰、O2共同反應生成硫酸鈣，據此可寫出該反應的化學方程式。

(2)隨著反應溫度的不斷升高，反應速率不斷加快，曲線達到最高點之后，體現(xiàn)了溫度對化學平衡移動的影響，因此最高點以及其之后的點都是平衡的點。

(3)利用三段式，我們可以建立濃度關系：

由此可表示出50℃時，在α型瀝青混凝土中CO轉化反應的平衡常數(shù)K。

(4)A．從平衡后溫度對CO轉化率的影響看，正反應為放熱反應，因為a點溫度比c點低，所以CO轉化反應的平衡常數(shù)K(a)>K(c)；

B．從圖中看，β型瀝青混凝土的催化效率高，所以在均未達到平衡狀態(tài)時，同溫下β型瀝青混凝土中CO轉化速率比α型要大；

C．溫度越高，反應速率越快，CO與O2分子之間發(fā)生有效碰撞的幾率越高，b點的溫度不是最高的；

D．e點轉化率突然降低，說明反應速率突然減慢，催化劑失去活性是可能原因。

(5)0～10min內，c(NO)=0.40mol/L，c(NO)=0.60mol/L，由此可求出N2的平均反應速率v(N2)。

(6)若30min時，c(NO)=0.20mol/L，c(N2)= c(CO2)=0.40mol/L，升高溫度至T2℃，重新達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為7∶3∶3，則表明平衡逆向移動，由此可判斷出該反應的ΔH與0的關系。

(1)燃燒時生成的SO2和生石灰、O2共同反應生成硫酸鈣，據此可寫出該反應的化學方程式為2SO2+2CaO+O2=2CaSO4；

(2) 隨著反應溫度的不斷升高，反應速率不斷加快，曲線達到最高點之后，體現(xiàn)了溫度對化學平衡移動的影響，因此最高點以及其之后的點都是平衡的點，故選bcd；

(3)利用三段式，我們可以建立如下濃度關系：

則50℃時，在α型瀝青混凝土中CO轉化反應的平衡常數(shù)K==；

(4)A．從平衡后溫度對CO轉化率的影響看，正反應為放熱反應，因為a點溫度比c點低，所以CO轉化反應的平衡常數(shù)K(a)>K(c)，A不正確；

B．從圖中看，β型瀝青混凝土的催化效率高，所以在均未達到平衡狀態(tài)時，同溫下β型瀝青混凝土中CO轉化速率比α型要大，B正確；

C．溫度越高，反應速率越快，CO與O2分子有效碰撞的幾率越高，b點的溫度不是最高的，所以b點有效碰撞的幾率不是最高，C不正確；

D．e點轉化率突然降低，說明反應速率突然減慢，催化劑失去活性是可能原因，D正確；

故選BD；

(5)0～10min內，c(NO)=0.40mol/L，c(NO)=0.60mol/L，c(N2)=0.30mol/L由此可求出N2的平均反應速率v(N2)== 0.03mol·L-1·min-1；

(6)若30min時，c(NO)=0.20mol/L，c(N2)= c(CO2)=0.40mol/L，升高溫度至T2℃，重新達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為7∶3∶3，則表明平衡逆向移動，由此可判斷出該反應的ΔH<0。