Question

【題目】NOx、SO2的處理轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要意義。

（1）利用反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)，可實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾氣的無(wú)害化處理。一定條件下進(jìn)行該反應(yīng)，測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m[m=]的關(guān)系如圖1所示。

①該反應(yīng)的ΔH ____0(填“>”“<”或“＝”)。

②下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。

A．當(dāng)體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B．投料比：m1＞m2＞m3

C．當(dāng)投料比m＝2時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率是CO轉(zhuǎn)化率的2倍

D．汽車(chē)排氣管中的催化劑可提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率

③隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因?yàn)?/span>________。

（2）若反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反應(yīng)速率可表示為：v正=k正·c2(NO) ·c2(CO)；v逆=k逆·c (N2) ·c2(CO2), k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)， 僅與溫度有關(guān)。一定溫度下，在體積為1L的容器中加入2molNO和2molCO發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得CO和CO2物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖2所示，則a點(diǎn)時(shí)v正∶v逆＝________。

（3）工業(yè)生產(chǎn)排放的煙氣中同時(shí)存在SO2、NOx和CO，利用它們的相互作用可將SO2、NOx還原成無(wú)害物質(zhì)，一定條件下得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖3為298K各氣體分壓(氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與總壓的乘積)與CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，圖4為CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)，各氣體分壓與溫度的關(guān)系。

下列說(shuō)法不正確的是________(填字母)。

A．不同溫度下脫硝的產(chǎn)物為N2，脫硫的產(chǎn)物可能有多種

B．溫度越高脫硫脫硝的效果越好

C．NOx比SO2更易被CO還原

D．體系中可能發(fā)生反應(yīng)：2COS = S2＋2CO；4CO2＋S2 = 4CO＋2SO2

（4）NH3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。用活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO還原成N2的一種反應(yīng)歷程如圖5所示，則總反應(yīng)方程式為________。

（5）用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如圖6所示，則陰極的電極反應(yīng)式為____。

Answer 1

【答案】＜ AB 溫度較高時(shí)，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響 160：1 B 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O

【解析】

(1)①由圖象可知，起始投料比m一定時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低；

②A.起始投料比m一定時(shí)，而反應(yīng)中NO、CO的變化量相同，體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變，即體系中CO2、CO物質(zhì)的量濃度不變，據(jù)此判斷；

B.由圖象可知，溫度一定時(shí)，增大NO濃度，CO轉(zhuǎn)化率增大；
C.根據(jù)轉(zhuǎn)化率α=變化量與起始量的比值和反應(yīng)中NO、CO的變化量相同分析判斷；

D.催化劑不能改變反應(yīng)進(jìn)程，只改變反應(yīng)速率；

③由圖象可知，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近，主要原因是溫度的影響起主導(dǎo)作用，投料比不同的影響為次要因素；

(2)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=k正c2（NO）c2（CO）=v逆=k逆c（N2）c2（CO2），則平衡常數(shù)K= ，結(jié)合反應(yīng)三段式計(jì)算平衡常數(shù)K和a點(diǎn)時(shí)各物質(zhì)的濃度，代入v正、v逆計(jì)算v正：v逆；

(3)A．由圖可知，NOx還原成無(wú)害物質(zhì)為氮?dú)猓�脫硫的產(chǎn)物可能有多種，與溫度有關(guān)； B．溫度高于1000℃時(shí)二氧化硫的含量增大，說(shuō)明溫度越高不利于脫硫；

C．根據(jù)圖3，隨CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，還原NOx生成氮?dú)馇�線(xiàn)斜率變化比較小，而還原SO2需要CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)較大時(shí)才能將SO2從煙氣中分離；

D．根據(jù)圖4，COS分壓曲線(xiàn)隨溫度升高減小，S2、CO分壓增大，繼續(xù)升高溫度，S2、CO2分壓減小，CO分壓增大；

(4)用活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO 還原成N2，同時(shí)生成水，原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

(5) 陰極通入的SO32-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成S2O42-。

(1)①由圖象可知，起始投料比m一定時(shí)，溫度越高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低，即升高溫度平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)放熱，即△H＜0；
②A．反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)CO2增多而CO減少，說(shuō)明未達(dá)到平衡時(shí)二者比值會(huì)變，所以體系中CO2和CO物質(zhì)的量濃度之比保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．由圖象可知，溫度一定時(shí)，增大NO濃度，CO轉(zhuǎn)化率增大，即起始投料比m越大時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率越大，所以投料比：m1＞m2＞m3，故B正確；
C．由反應(yīng)計(jì)量關(guān)系可知，反應(yīng)中NO、CO的變化量相同，平衡轉(zhuǎn)化率α=×100%，所以平衡轉(zhuǎn)化率與起始量成反比，即投料比m=2時(shí)CO轉(zhuǎn)化率是NO轉(zhuǎn)化率的2倍，故C錯(cuò)誤；
D．催化劑不能改變反應(yīng)進(jìn)程，只改變反應(yīng)速率，所以NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AB；
③由圖象可知，不同投料比下CO的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近，隨溫度逐漸升高，溫度的影響起主導(dǎo)作用，即溫度較高時(shí)，溫度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響大于濃度變化對(duì)平衡移動(dòng)的影響；

(2)平衡時(shí)三段式為：

平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等即k正c2(NO)c2(CO)= k逆c(N2)c2(CO2)，所以=80；

a點(diǎn)時(shí)反應(yīng)三段式為：

a點(diǎn)時(shí)c(CO)=c(CO2)，則2-2x=2x，解得x=0.5，所以a點(diǎn)時(shí)c(CO)=c(CO2)=c(NO)=1mol/L，c(N2)=0.5mol/L，所以=160，即v正：v逆=160：1；

(3)A．由圖可知，NOx還原成無(wú)害物質(zhì)為氮?dú)�，脫硫的產(chǎn)物可能有多種，與溫度有關(guān)，故A正確；
Bspan>．溫度高于1000℃時(shí)二氧化硫的含量增大，說(shuō)明溫度越高不利于脫硫，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)圖3，隨CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，還原NOx生成氮?dú)馇�線(xiàn)斜率變化比較小，而還原SO2需要CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)較大時(shí)才能將SO2從煙氣中分離，說(shuō)明CO更易與NOx反應(yīng)，則NOx比SO2更易被CO還原，故C正確；
D．根據(jù)圖4，COS分壓曲線(xiàn)隨溫度升高減小，S2、CO分壓增大，繼續(xù)升高溫度，S2、CO2分壓減小，CO分壓增大，說(shuō)明體系中可能發(fā)生反應(yīng)：2COSS2+2CO；4CO2+S24CO+2SO2，故D正確；
故答案為：B；
(4)活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO還原成N2，還生成水，反應(yīng)為4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

(5)陰極上亞硫酸根離子得到電子，陰極的電極反應(yīng)式為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。