问题 填空题

随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。

(1)如图是在101 kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。

已知:

请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方

程式:                             

(2)将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。

①下列说法正确的是          (填序号)。

a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡

b.当向容器中再充人0. 20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K增大

c.升高温度后,K减小,N02的转化率减小

d.向该容器内充人He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大

②计算产物NO在0~2 min内平均反应速率v(NO)=         mol·L-1·min-1

③第4 min时改变的反应条件为      (填“升温’’、“降温’’)。

④计算反应在第6 min时的平衡常数K=      。若保持温度不变,此时再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡将           移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为       ,当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为     mol。

答案

(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-759.8kJ/mol;(2分)

(2)①c (2分) ②0.015 (2分)③升温  (2分)④1/36 (2分) 逆向(2分)

(3)SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+  (2分)    0.5   (2分)

题目分析:(1)由图知298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO 的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g) +CO2(g)△H=-234kJ/mol     ③;NO与CO反应生成无污染气体是氮气和二氧化碳气体,根据盖斯定律得②-①+2×③即为所求,所以答案是2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-759.8kJ/mol;

(2)①NO2(g)+CO(g)=NO(g) +CO2(g),该反应为反应前后气体物质的量不变的可逆反应,压强始终不变,a错误;b、体积不变,NO的物质的量增加,浓度增大,平衡逆向移动,K不变,错误;c、升高温度后,平衡逆向移动,K减小,N02的转化率减小,正确;d、充入氦气,容器体积不变,所以反应物的浓度不变,平衡不移动,错误答选c;

②在0~2 min内NO的浓度增加0.03mol/L,所以v(NO)="0.03mol/L/2min=0.015" mol·L-1·min-1

③第4 min时反应物浓度增大,生成物浓度减小,说明平衡逆向移动,所以是升温;

④6min时各物质的平衡浓度分别为c(NO2)="0.18" mol·L-1,c(CO)="0.08" mol·L-1,c(NO)=c(CO2)="0.02" mol·L-1,所以K= c(NO)·c(CO2)/c(NO2)·c(CO)=1/36;此时再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,则c(NO)·c(CO2)/c(NO2)·c(CO)>1/36,所以平衡逆向移动;

(3)二氧化硫在负极通入,发生氧化反应,电极反应式为SO2+ 2H2O-2e-=SO42-+4H+,当有0.25molSO2被吸收时,转移电子的物质的量是0.5mol,根据得失电子守恒,正极发生O2+4e-+4H+=2H2O,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为0.5mol。

单项选择题
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