Question

【題目】燃煤的煙氣中常含有大量的NOx、CO、SO2等有害氣體，治理污染、消除有害氣體對(duì)環(huán)境的影響是化學(xué)工作者研究的重要課題。

Ⅰ.已知氮氧化物可采用強(qiáng)氧化劑Na2S2O8氧化脫除，過(guò)程如下所示：

(1)寫(xiě)出反應(yīng)1的離子方程式：____ 。

(2)反應(yīng)2為NO2-＋S2O82-＋2OH－=NO3-＋2SO42-＋H2O。此反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)，NO2-的脫除率與Na2S2O8初始濃度的關(guān)系如圖1所示。

①比較a、b點(diǎn)的反應(yīng)速率：va正____vb逆(填“>”“<”或“＝”)。

②根據(jù)圖像可以判斷該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，理由是____________。

Ⅱ.瀝青混凝土可作為反應(yīng)2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化劑。圖2表示在相同的恒容密閉容器、相同的起始濃度、相同的反應(yīng)時(shí)間段下，使用相同質(zhì)量的不同瀝青混凝土(α型、β型)催化時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系。

(3)下列關(guān)于圖2的說(shuō)法正確的是________。

A．在均未達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，同溫下β型瀝青混凝土中CO轉(zhuǎn)化速率比α型要大

B．b點(diǎn)時(shí)CO與O2分子之間發(fā)生有效碰撞的幾率在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最高

C．a、b、c、d四點(diǎn)中，達(dá)到平衡狀態(tài)的只有b、c兩點(diǎn)

D．e點(diǎn)轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)突變的原因可能是溫度升高后催化劑失去活性

(4)已知c點(diǎn)時(shí)容器中O2濃度為0.02 mol/L，則50 ℃時(shí)，在α型瀝青混凝土中CO轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_____________(用含x的代數(shù)式表示)。

Ⅲ.利用圖3所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2。

(5)直流電源b極為____，陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為______。

Answer 1

【答案】2NO＋S2O82-＋4OH－===2NO2-＋2SO42-＋2H2O < 當(dāng)Na2S2O8初始濃度相同時(shí)，溫度越高，NO脫除率越大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) AD mol/L 負(fù)極 SO2－2e－＋2H2O===SO42-＋4H＋

【解析】

根據(jù)題意可知，本題考查化學(xué)平衡的影響因素及化學(xué)平衡的計(jì)算，運(yùn)用勒夏特列原理進(jìn)行分析。

（1）反應(yīng)1是Na2S2O8的氫氧化鈉溶液中通入NO氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉、亞硝酸鈉和水, 反應(yīng)的離子方程式為：2NO＋S2O82-＋4OH－===2NO2-＋2SO42-＋2H2O,

故答案為：2NO＋S2O82-＋4OH－===2NO2-＋2SO42-＋2H2O；

（2）溫度越高NO脫除率越大，說(shuō)明升溫反應(yīng)速率增大，a、b點(diǎn)的反應(yīng)速率va正< vb逆，

故答案為：<；

（3）升溫平衡向吸熱方向移動(dòng)，而當(dāng)Na2S2O8初始濃度相同時(shí)，溫度越高，NO脫除率越大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，

故答案為：當(dāng)Na2S2O8初始濃度相同時(shí)，溫度越高，NO脫除率越大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱；

(3)A. 由圖得，相同溫度下β型瀝青混凝土中CO降解速率比α型要大，故A正確；

B. a點(diǎn)的數(shù)據(jù)反映出CO降解率是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最高的，故B錯(cuò)誤；

C. 圖象分析可知b點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，升溫平衡逆向進(jìn)行，a、b、c、d 四點(diǎn)中，達(dá)到平衡狀態(tài)的是bcd, 故C錯(cuò)誤；

D. e點(diǎn)降解率出現(xiàn)突變的原因可能是溫度升高后催化劑失去活性失效，故D正確；

故答案為：AD；

（4）令起始時(shí)CO的濃度為1mol·L－1，則達(dá)到平衡時(shí)c(CO)=(1－x)mol/L，c(O2)=0.02mol/L，c(CO2)=xmol/L，根據(jù)平衡常數(shù)的定義，

故答案為：；

（5）由裝置圖可知SO2在左邊發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO42-，電極反應(yīng)方程式為：SO2－2e－＋2H2O===SO42-＋4H＋，因此a所連的電極為電解池的陽(yáng)極，而電解池的陽(yáng)極連接的是電源的正極，因此a為電源正極，b為電源負(fù)極，

故答案為：負(fù)極；SO2－2e－＋2H2O===SO42-＋4H＋。