Question

【题目】“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：

①SO2(g)+NH3·H2O(aq)==NH4HSO3(aq) △H1=akJ·mol－1；

②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)==(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) △H2=bkJ·mol－1；

③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq) △H3=ckJ·mol－1。

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(1)的△H=___________kJ·mol－1。

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)

△H=－681.8kJ·mol－1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

	0	10	20	30	40	50
O2	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO2	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88

①0~10min内，平均反应速率v(O2)___________mol·L－1·min－1；当升高温度，该反应的平衡常数K___________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是___________(填字母)。

A加入一定量的粉状碳酸钙 B通入一定量的O2

C适当缩小容器的体积 D加入合适的催化剂

(3) NOx的排放主要来自于汽车尾气，人利用反应

C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=－34.0kJ·mol－1，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：

由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大，其原因为____________________；在1100K时，CO2的体积分数为___________。

(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________[已知：气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]。

(5)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－746.8k·mol－1，生成无毒的N2和CO2。实验测得，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。

①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则=___________。

Answer 1

【答案】2a+2b+c 0.021 减小 BC 1050K前反应末达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 20% 4 <

【解析】

（1）根据盖斯定律，热化学方程式①×2+②×2+③求得反应；

（2）①正反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动,故化学平衡常数K减小；

②A、加入固体碳酸钙不影响平衡移动；

B、通入一定量的O2，O2浓度增大，平衡正向移动，CO2的浓度增大；

C、适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大；

D、加入合适的催化剂平衡不移动。

(3)升高温度，平衡向左移动，NO转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，结合CO2的体积分数进行计算；

（4）根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)及各物质的平衡分压进行求算；

(5)①浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数；

②当反应达到平衡时，v正=v逆，故。

（1）根据盖斯定律，热化学方程式①×2+②×2+③得：2SO2（g）+4NH3H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)，故该反应的H=(2a+2b+c)kJ/mol；

（2）①在010min内，c(O2)=1.0mol/L-0.79mol/L=0.21mol/L，故v(O2)=mol·L-1·min-1；正反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动,故化学平衡常数K减小；

②A、加入固体碳酸钙不影响平衡移动，选项A错误；

B、通入一定量的O2，O2浓度增大，平衡正向移动，CO2的浓度增大，选项B正确；

C、适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大，选项C正确；

D、加入合适的催化剂平衡不移动，选项D错误。

答案选BC；

(3)在1050K前反应未达到平衡状态.随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；达到平衡后，升高温度，平衡向左移动，NO转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假设加入1 mol NO，在1100 K时，a(NO)= 40%，则n(NO)=0.4 mol，故n(CO2)=0.2 mol，由于反应前后气体的总物质的量不变，故混合气体中CO2的体积分数为100%= 20%；

（4）根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假设加入1mol NO，在1050K时，a(NO)=80%，平衡时，n(NO)=0.2mol，n(N2)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，各物质的平衡分压为P分(NO)=，P分(N2)=，P分(CO2)=；故反应的化学平衡常数Kp==4；

(5)①正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数。浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数；

②当反应达到平衡时，v正=v逆，故。根据热化学方程式可知，平衡时c(CO)=c(NO)=0.6mol/L，c(N2)=0.2mol/L，c(CO2)=0.4mol/L，故。