Question

研究人員通過對北京地區(qū)PM2．5的化學(xué)組成研究發(fā)現(xiàn)，汽車尾氣和燃煤污染分別 占4％、l8％

I．（1）用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)為：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)，已知該反應(yīng)在570K時的平衡常數(shù)為1×1059，但反應(yīng)速率極慢。下列說法正確的是：

A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO

B．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑

C．增大壓強(qiáng)，上述平衡右移，故實際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率

D．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度

（2）還可以用活性炭還原法處理氮氧化物，反應(yīng)為：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=akJ·mol-1，向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，恒溫(T1℃)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

濃度/mol·L-1 時間/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.050	0.025	0.025
30	0.050	0.025	0.025
40	0.036	0.032	0.010
50	0.036	0.032	0.010

 

①T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (保留兩位小數(shù))。

⑦前10min內(nèi)用v(NO)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為 ，30min后，改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是 。

③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：l，則該反應(yīng)的a 0(填“>”、“=”或“<”)。

Ⅱ．CO對人類生存環(huán)境的影響很大，CO治理問題屬于當(dāng)今社會的熱點問題。

（1）工業(yè)上常用SO2除去CO，生成物為S和CO2。已知相關(guān)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示

則用SO2除去CO的熱化學(xué)方程式為 。

（2）高溫時，也可以用CO還原MgSO4可制備高純MgO。

①750℃時，測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

②由Mg可制成“鎂一次氯酸鹽”電池，其裝置示意圖如圖，則鎂電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ，該電池總反應(yīng)的離子方程式為 。

 

 

Answer 1

I（1）B （2）① 0.25 ② 0.0042mol???L-1?min-1，降低CO2濃度 ③ <

II（1）SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ?H=(2b—a)kJ?mol?1

（2）①2MgSO4+CO 2MgO+SO2+CO2+SO3

② Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)2或Mg—2e?=Mg2+ Mg+ClO?+H2O=Cl?+Mg(OH)2

【解析】

試題分析：I（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)已經(jīng)很大了，所以提高尾氣凈化效率關(guān)鍵是加快反應(yīng)速率。A、因為該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中仍然含有NO或CO，錯誤；B、使用高效催化劑可以加快反應(yīng)速率，所以提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑，正確；C、增大壓強(qiáng)，汽車尾氣的排放很難做到，錯誤；D、升高溫度，汽車尾氣的排放很難做到，錯誤。

（2）①反應(yīng)進(jìn)行到20min時達(dá)到平衡，根據(jù)三段式進(jìn)行計算:

C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)

初始濃度（mol?L?1） 0.100 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?1） 0.050 0.025 0.025

平衡濃度（mol?L?1） 0.050 0.025 0.025

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 0.025×0.025÷0.0502=0.25。

② v(NO)=(0.1000mol?L?1—0.058mol?L?1)÷10min =0.0042mol???L-1?min-1；30min后，改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡后，反應(yīng)物NO的濃度減小，生成物N2濃度增大，CO2的濃度減小，所以改變的條件可能是：降低CO2濃度。

③ T1℃ 30min時，NO、N2、CO2的濃度之比為2:1:1，升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：l，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，a < 0

II（1）根據(jù)能量變化圖可得熱化學(xué)方程式：S(s)+O2(g)=SO2(g) ?H1=a kJ?mol?1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ?H2=b kj/mol，寫出用SO2除去CO的化學(xué)方程式并注明狀態(tài)，根據(jù)蓋斯定律求焓變，?H=—?H1+ 2?H2 = =(2b—a)kJ?mol?1，可得熱化學(xué)方程式。

（2）①CO還原MgSO4可制備高純MgO，生成等物質(zhì)的量的SO2、SO3，根據(jù)元素守恒同時生成CO2，配平可得化學(xué)方程式：2MgSO4+CO 2MgO+SO2+CO2+SO3。

② Mg為活潑金屬，為負(fù)極失去電子，電極方程式為：Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)2或Mg—2e?=Mg2+；總反應(yīng)為ClO?在堿性條件下把Mg氧化為Mg(OH)2，離子方程式為：Mg+ClO?+H2O=Cl?+Mg(OH)2

考點：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化、原電池原理。