随着大气污染的日趋严重 国家拟于“十二”五期间 将二氧化硫(SO2)排放量减少8% 氮氧化物(NOx
随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二”五期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。 (1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知: 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 ③H2O(g) = H2O(l) △H=" -44.0" kJ·mol-1 写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式 。 (2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。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 。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g) ![]() ①10min~20min以v(CO2) 表示的平均反应速率为 。 ②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为 (保留两位小数)。 ③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”) 。 ④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是 (填序号字母)。 A.容器内压强保持不变 B.2v正(NO) = v逆(N2) C.容器内CO2的体积分数不变 D.混合气体的密度保持不变 ⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是 。请在图中画出30min至40min的变化曲线。 ![]() |
参考解答
(1) CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l) ⊿H=' -955' kJ·mol-1(2分) (2) 2Fe3+ + SO2+ 2H2O = 2Fe2++SO42-+4H+ (2分) (3) ① 0.009 mol·L-1·min-1(2分) ② K=0.56(2分) ③不变(2分) ④C、D(2分) ⑤减小 CO2的浓度(1分) ![]() |
试题分析:(1)根据盖斯定律得(①+②+③×4)÷2即为所求,答案是CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l) ⊿H=' -955' kJ·mol-1; (2)根据题意可知,另一个离子方程式应是铁离子氧化二氧化硫的方程式,答案为2Fe3+ + SO2+ 2H2O = 2Fe2++SO42-+4H+ (3)①10min~20min之间CO2的浓度增大了0.9mol/L,所以以v(CO2) 表示的平均反应速率为0.9mol/L/10min=0.009 mol·L-1·min-1 ②反应进行到20min时达平衡,则T1℃时该反应的平衡常数为K=0.3×0.3/0.42=0.56 ③恒温恒容条件下,无论NO的浓度如何变化,达到的平衡与原平衡均是等效平衡,所以NO转化率不变 ④A、该反应属于反应前后气体的物质的量不变的可逆反应,所以恒容时压强一直不变,不能判定是否达平衡状态,错误;B、NO的反应速率是N2的反应速率的2倍,错误;C、达到平衡时各物质的量不再变化,所以CO2的体积分数不变,正确;D、恒容条件下,有固体参与的可逆反应中,气体的密度不变的状态是平衡状态,正确。答案选CD。 ⑤由图像分析,NO的浓度减小说明平衡逆向移动,N2的浓度增大,CO2的浓度却减小,所以改变的可能条件是减小了的CO2量,对应的反应速率小于原平衡时的速率,在原速率的线下方画一条逐渐上升的曲线即可。 |
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