二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重 研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题 目前有

二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染。 （1）可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx，反应如下： CH4(g)+4NO2(g)＝ 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H＝ －574 kJ·mol­－1 CH4(g)+4NO(g)＝ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H＝ －1160 kJ·mol－1 则CH4(g)+2NO2(g)＝ N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H＝          ； （2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)；△H＜0。 若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图甲所示，则平衡常数K=     (小数点后保留3位)； ①若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO气体0.6mol，平衡将    移动(填“向左”、“向右”或“不”)； ②若保持温度不变，20min时向原平衡容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将      移动(填“向左”、“向右”或“不”)； ③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是           (填字母)； A．加入催化剂 B．降低温度 C．缩小容器体积 D．增加CO2的量 （3）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42－，从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4)。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为                              ；

参考解答

413***136

2025-06-15 23:17:40

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（1）△H=－867 kJ·mol–1 (3分) （2）K=0.035(或带单位：L/mol)(3分)；向右、不移动； B(各2分) （3）2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42－+4H+(3分)

试题分析：（1） ①CH4(g) + 4NO2(g) =' 4NO(g)' + CO2(g) + 2H2O(g) △H=' –574' kJ·mol–1； ②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H=' –' 1160 kJ·mol–1； 依据盖斯定律计算①+ ②得到：CH4(g) + 2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H=' –867' kJ·mol–1； 故答案为：△H= –867 kJ·mol–1； （2）依据图象分析，15min时达到平衡时N2浓度为0.2mol·L–1，NO平衡浓度为1.6mol·L–1，CO浓度为0.6 mol·L–1，CO2浓度为0.4 mol·L–1，反应2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的平衡常数。故答案为：0.035。①若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO气体0.6mol，此时c(CO) =' 1.2' mol·L–1，而生成物浓度不变，根据平衡移动原理，平衡将正反应方向移动。②若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，浓度分别为c(NO)='1.6' mol·L–1，c(CO)='0.6' mol·L–1 + 0.6 mol·L–1 =' 1.2' mol·L–1，c(N2) =' 0.2' mol·L–1 + 0.6 mol·L–1 =' 0.8' mol·L–1，c(CO2) =' 0.4' mol·L–1；，平衡不动。③如图甲所示，20min时，改变反应条件，导致反应速率减小，氮气浓度增大，平衡正向移动。加入催化剂，平衡不移动，A不合题；反应是气体体积减小的放热反应，降温可使平衡正向移动，氮气浓度增大，B符合题意；缩小容器体积虽然可使平衡正向移动，但改变条件的瞬间，N2浓度增大，与图中描绘的情况不符，C不合题意；增加CO2的量，平衡逆向移动，N2浓度减小，D也不合题。故答案为：B。 （3） 总反应的离子方程式为：2SO2+O2+2H2O＝4H+ + 2SO42－，总反应减去反应4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O即得另一离子方程式：2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42－+4H+。

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