Question

【題目】I.硫和氮的氧化物直接排放會引發(fā)嚴重的環(huán)境問題，請回答下列問題：

（1）下列環(huán)境問題主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引發(fā)的是_______________。

A.全球變暖 B.酸雨 C.水體富營養(yǎng)化（水華） D.白色污染

（2）SO2的排放主要來自于煤的燃燒。常用石灰石脫硫，其產(chǎn)物可以做建筑材料。

已知：CaCO3(s)==CO2(g)+CaO(s) △H=+178.2kJ/mol

SO2(g)+CaO(s)==CaSO3(s) △H=-402kJ/mol

2CaSO3(s)+O2(g )==2CaSO4(s) △H=-234.2kJ/mol

寫出石灰石脫硫的熱化學(xué)反應(yīng)方程式_________________________________。

Ⅱ.NOx的排放主要來自于汽車尾氣，包含NO2 和NO，有人提出用活性炭對NOx進行吸附，發(fā)生反應(yīng)如下：

反應(yīng)a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol

反應(yīng)b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol

（3）對于反應(yīng)a，在T1℃時，借助傳感器測得反應(yīng)在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下：

時間（min） 濃度（mol·L-1）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0. 58	0. 40	0. 40	0. 48	0. 48
N2	0	0. 21	0.30	0. 30	0. 36	0. 36

①0~10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=_____，當升高反應(yīng)溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡；根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_________（填字母）。

a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO

c.適當縮小容器的體積 d.加入合適的催化劑

（4）某實驗室模擬反應(yīng)b，在密閉容器中加入足量的C 和一定量的NO2氣體，維持溫度為T2℃，如圖為不同壓強下反應(yīng)b經(jīng)過相同時間NO2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強變化的示意圖

請從動力學(xué)角度分析，1050 kPa 前，反應(yīng)b 中NO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強增大而增大的原因____________；在1100 kPa時，NO2的體積分數(shù)為_________________________。

（5）用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)（記作Kp）；在T2℃、1.1×106Pa時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___________（計算表達式表示）；已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)× 體積分數(shù)。

Answer 1

【答案】B 2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）=2CaSO4（s）+2CO2（g） △H=-681.8kJ/mol 0.042mol/（L·min） 減小 bc 1050kPa前反應(yīng)未達平衡狀態(tài)，隨著壓強增大，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率提高 50% Pa或Pa

【解析】

(1)A.全球變暖是二氧化碳引起的溫室效應(yīng)，故A錯誤；B.酸雨主要硫氧化物和氮氧化物的排放引起的，故B正確；C.水體富營養(yǎng)化(水華)主要是含N和P元素的廢水的排放引起的，故C錯誤；D.白色污染是廢舊塑料引起的環(huán)境問題，故D錯誤；故選B；

(2)已知：①CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s) △H=+178.2kJ/mol，②SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) △H=-402kJ/mol，③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H=-234.2kJ/mol，石灰石、二氧化硫、氧氣和水反應(yīng)生成生石膏的反應(yīng)為2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)=2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)，根據(jù)蓋斯定律，該反應(yīng)等于①×2+②×2+③，計算△H=+178.2×2+(-402)×2+(-234.2)=-681.8kJ/mol，故答案為：2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)=2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol；

(3)①0~10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)== 0.042mol/(L·min)；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)溫度，平衡逆向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，故答案為：0.042mol/(L·min)；減小；

②根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，30min后，NO的濃度增大，N2的濃度也增大。a.加入一定量的活性炭平衡不移動，錯誤；b.通入一定量的NO，NO的濃度增大，平衡正向移動，N2的濃度增大，正確；c.適當縮小容器的體積，所有氣體的濃度均增大，正確；d.加入合適的催化劑平衡不移動，錯誤；故選bc；

(4)在1050kPa前反應(yīng)未達平衡狀態(tài)，隨著壓強增大，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率提高，在1100kPa時，NO2的轉(zhuǎn)化率為40%，根據(jù)2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)，假設(shè)二氧化氮共有2mol，則反應(yīng)的二氧化氮為0.8mol，生成的氮氣為0.4mol，二氧化碳為0.8mol，NO2的體積分數(shù)=×100%=50%，故答案為：1050kPa前反應(yīng)未達平衡狀態(tài)，隨著壓強增大，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率提高；50%；

(5)根據(jù)圖像，T2℃、1.1×106Pa時，平衡狀態(tài)下，NO2的轉(zhuǎn)化率為40%，根據(jù)2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)，假設(shè)二氧化氮共有2mol，則反應(yīng)的二氧化氮為0.8mol，剩余的二氧化氮為1.2mol，生成的氮氣為0.4mol，二氧化碳為0.8mol，則各物質(zhì)的平衡分壓分別為：二氧化氮為×1.1×106Pa，生成的氮氣為×1.1×106Pa ，二氧化碳為×1.1×106Pa，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp==×1.1×106Pa，故答案為：×1.1×106Pa。