Question

【題目】SO2、NO是大氣污染物，NH4NO3、H2SO4等是水體污染物，有效去除這些污染物是一項(xiàng)重要課題。

（1）NO、SO2可以先氧化，后用堿吸收。其氧化過程的反應(yīng)原理如下：

NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) H1=-200.9kJ/mol

SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) H2=-241.6kJ/mol

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H3=-196.6kJ/mol

則反應(yīng)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)的H=___kJ/mol

（2）土壤中的硫循環(huán)如圖1所示。

①土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過程I中會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸。該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____；

②某種反硫化細(xì)菌在過程II中需要有乳酸參與反應(yīng)消耗硫酸生成H2S并伴有熱量放出，那么乳酸除在反應(yīng)中作還原劑外，還存在另一作用，請(qǐng)解釋原因：_____；

（3）電解法除去工業(yè)廢水中的硝酸銨的裝置示意圖如圖2所示，陰極電極反應(yīng)式為____；

（4）向恒容密閉容器中充入1molNO和2molO3，發(fā)生如下反應(yīng)：NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) △H＜0不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間后，體系中NO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖3。溫度低于100℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的主要原因是_____；當(dāng)溫度高于100℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，原因是_____。

Answer 1

【答案】+115.2 2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4 因?yàn)檫^程II（反硫化過程）吸熱，乳酸和硫酸反應(yīng)放出的熱量使溫度升高促進(jìn)了過程II(反硫化過程)的進(jìn)行；[或：因?yàn)檫^程II(反硫化過程)吸熱，需要反硫化細(xì)菌提供能量(ATP)，而乳酸和硫酸反應(yīng)放出熱量提供給反硫化細(xì)菌(以ATP形式)，使過程II(反硫化過程)進(jìn)行] 2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑ 低于100℃時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，NO即時(shí)轉(zhuǎn)化率高 100℃時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)達(dá)到平衡，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡左移，NO平衡轉(zhuǎn)化率降低

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算(②-①)×2得到反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的△H；

(2)①土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過程Ⅰ中和氧氣、水反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸；

②某種反硫化細(xì)菌在過程Ⅱ中需要有乳酸參與反應(yīng)消耗硫酸，生成H2S并伴有熱量放出，那么乳酸除在反應(yīng)中作還原劑外，乳酸和硝酸反應(yīng)放出的熱量使溫度升高促進(jìn)了過程Ⅱ的進(jìn)行；

(3)裝置圖中放出氧氣的為陽極，溶液中銨根離子在陰極得到電子生成混合氣體為氨氣和氫氣；

(4)溫度低于100℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大是反應(yīng)為達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行，已知溫度高時(shí)，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)NO2+O＝NO+O2使轉(zhuǎn)化率降低。

(1)已知：①NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)△H1＝200.9kJmol1
②SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)△H2＝241.6kJmol1
③2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H3＝196.6kJmol1
蓋斯定律計(jì)算(②-①)×2得到反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的△H＝+115.2kJ/mol；

(2)①土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過程Ⅰ中和氧氣、水反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeS2+7O2+2H2O＝2FeSO4+2H2SO4；

②土壤中的黃鐵礦(FeS2)在過程Ⅰ中和氧氣、水反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸亞鐵和硫酸；某種反硫化細(xì)菌在過程Ⅱ中需要有乳酸參與反應(yīng)消耗硫酸，生成H2S并伴有熱量放出，那么乳酸除在反應(yīng)中作還原劑外，乳酸和硝酸反應(yīng)放出的熱量使溫度升高促進(jìn)了過程Ⅱ的進(jìn)行[或：因?yàn)檫^程II(反硫化過程)吸熱，需要反硫化細(xì)菌提供能量(ATP)，而乳酸和硫酸反應(yīng)放出熱量提供給反硫化細(xì)菌(以ATP形式)，使過程II(反硫化過程)進(jìn)行]；

(3)電解法除去工業(yè)廢水中的硝酸銨是銨根離子得到電子生成氨氣和氫氣，電極反應(yīng)：2NH4++2e＝2NH3↑+H2↑；

(4)溫度低于100℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的主要原因是：低于100℃，反應(yīng)速率慢相同時(shí)間內(nèi)還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，已知溫度高時(shí)，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，可能的原因有：溫度高時(shí)反應(yīng)速率快，相同時(shí)間內(nèi)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)NO2+O＝NO+O2使轉(zhuǎn)化率降低。