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【题目】硫和氮的氧化物直接排放会引发严重的环境问题,请回答下列问题:

(1)下列环境问题主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引发的是___________

A.全球变暖 B.酸雨 C.水体富营养化(水华) D.白色污染

(2)SO2的排放主要来自于煤的燃烧。常用石灰石脱硫,其产物可以做建筑材料。

已知:CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s) ΔH=+178.2kJ/mol

SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) ΔH=402kJ/mol

2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=234.2kJ/mol

写出CaCO3SO2脱硫的热化学反应方程式_____________________________________

(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2NO,有人提出用活性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:

反应aC(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=34.0kJ/mol

反应b2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=64.2kJ/mol

对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:

浓度(molL-1)

时间(min)

0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________,当升高反应温度,该反应的平衡常数K___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)

30min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.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO

C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂

(4)某实验室模拟反应b,在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率 α(NO)随温度的变化如图所示:

<>①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是_________________

②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1050K1.1×106Pa 时,该反应的化学平衡常数Kp________(只列出计算式)(已知:气体分压=气体总压×体积分数)

【答案】B 2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-681.8kJ/mol 0.042mol/(Lmin) 减小 BC 1050K前反应未达平衡状态,随着温度升高,反应速率加快,NO2转化率提高

【解析】

(1)硫氧化物和氮氧化物的排放引发酸雨、光化学烟雾等;

(2)已知:①CaCO3(s)═CO2(g)+CaO(s)H=+178.2kJ/mol,②SO2(g)+CaO(s)═CaSO3(s)H=-402kJ/mol,③2CaSO3(s)+O2(g )═2CaSO4(s)H=-234.2kJ/mol,根据盖斯定律计算(+)×2+③得到石灰石脱硫的热化学反应方程式;

(3)010min内,NO的平均反应速率v(NO)=;反应为放热反应升温平衡逆向进行;

30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),依据图表数据分析,平衡状态物质浓度增大,依据平衡常数计算K=,平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度增大,反应前后气体体积不变,所以可能是减小溶液体积后加入一定量一氧化氮;

(4)1050kPa前,反应bNO2转化率随着压强增大而增大的原因,1050KPa前反应未达平衡状态,随着压强增大,反应速率加快;

②在T2℃、在1100 kPa时二氧化氮转化率40%,结合三行计算列式得到;设通入二氧化氮2mol

Kp=

(1)硫氧化物和氮氧化物的排放引发酸雨、光化学烟雾等;

A.全球变暖是二氧化碳,故A错误;

B.硫氧化物和氮氧化物的排放引发硫酸型酸雨和硝酸型酸雨,故B正确;

C.水体富营养化(水华)是磷元素过量排放,故C错误;

D.白色污染是聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品造成,故D错误;

故答案为:B

(2)已知:①CaCO3(s)═CO2(g)+CaO(s)H=+178.2kJ/mol,②SO2(g)+CaO(s)═CaSO3(s)H=-402kJ/mol,③2CaSO3(s)+O2(g )═2CaSO4(s)H=-234.2kJ/mol,盖斯定律计算(+)×2+③得到石灰石脱硫的热化学反应方程式:2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)H=-681.8kJ/mol

(3)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)H=-34.0kJ/mol,图表数据得到010min内,NO的平均反应速率v(NO)===0.042mol/(Lmin),反应为放热反应升温平衡逆向进行,平衡常数减小;

30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),依据图表数据分析,平衡状态物质浓度增大,依据平衡常数计算K=,平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度增大,反应前后气体体积不变,所以可能是减小溶液体积后加入一定量一氧化氮;

A.加入一定量的活性炭,碳是固体对平衡无影响,平衡不动,故A错误;

B.通入一定量的NO,新平衡状态下物质平衡浓度增大,故B正确;

C.适当缩小容器的体积,反应前后体积不变,平衡状态物质浓度增大,故C正确;

D.加入合适的催化剂,催化剂只改变化学反应速率,不改变化学平衡,故D错误;

故答案为BC

(4)1050 kPa 前,反应b NO2转化率随着压强增大而增大的原因,1050kPa前反应未达平衡状态,随着压强增大,反应速率加快,NO转化率提高;

②在1100 kPa时二氧化氮转化率40%,结合三行计算列式得到;设通入二氧化氮mol

气体总物质的量=1.2molKp==

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化学键

H2OH—O

O2OO

H2H—H

H2O2O—O

H2O2O—H

键能kJ/mol

463

496

436

138

463

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(1)B在元素周期表中的位置为______________________

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(3)用电子式表示化合物D2C的形成过程______________________

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