研究人员通过对北京地区PM2.5的化学组成研究发现,汽车尾气和燃煤污染分别 占4%、l8%
I.(1)用于净化汽车尾气的反应为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢。下列说法正确的是:
A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度(2)还可以用活性炭还原法处理氮氧化物,反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=akJ·mol-1,向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol·L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
30 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
40 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
50 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
①T1℃时,该反应的平衡常数K= (保留两位小数)。
⑦前10min内用v(NO)表示的化学反应速率为 ,30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是 。
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:l,则该反应的a 0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ.CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。
(1)工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2。已知相关反应过程的能量变化如图所示
则用SO2除去CO的热化学方程式为 。
(2)高温时,也可以用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此反应的化学方程式是 。
②由Mg可制成“镁一次氯酸盐”电池,其装置示意图如图,则镁电极发生的电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。
I(1)B (2)① 0.25 ② 0.0042mol•••L-1•min-1,降低CO2浓度 ③ <
II(1)SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ∆H=(2b—a)kJ•mol‾1
(2)①2MgSO4+CO 2MgO+SO2+CO2+SO3
② Mg—2e‾+2OH‾=Mg(OH)2或Mg—2e‾=Mg2+ Mg+ClO‾+H2O=Cl‾+Mg(OH)2
题目分析:I(1)该反应的平衡常数已经很大了,所以提高尾气净化效率关键是加快反应速率。A、因为该反应为可逆反应,所以装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO或CO,错误;B、使用高效催化剂可以加快反应速率,所以提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂,正确;C、增大压强,汽车尾气的排放很难做到,错误;D、升高温度,汽车尾气的排放很难做到,错误。
(2)①反应进行到20min时达到平衡,根据三段式进行计算:
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
初始浓度(mol•L‾1) 0.100 0 0
转化浓度(mol•L‾1) 0.050 0.025 0.025
平衡浓度(mol•L‾1) 0.050 0.025 0.025
该反应的平衡常数K= 0.025×0.025÷0.0502=0.25。
② v(NO)=(0.1000mol•L‾1—0.058mol•L‾1)÷10min =0.0042mol•••L-1•min-1;30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡后,反应物NO的浓度减小,生成物N2浓度增大,CO2的浓度减小,所以改变的条件可能是:降低CO2浓度。
③ T1℃ 30min时,NO、N2、CO2的浓度之比为2:1:1,升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:l,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,a < 0
II(1)根据能量变化图可得热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H1="a" kJ•mol‾1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ∆H2="b" kj/mol,写出用SO2除去CO的化学方程式并注明状态,根据盖斯定律求焓变,∆H=—∆H1+ 2∆H2 = =(2b—a)kJ•mol‾1,可得热化学方程式。
(2)①CO还原MgSO4可制备高纯MgO,生成等物质的量的SO2、SO3,根据元素守恒同时生成CO2,配平可得化学方程式:2MgSO4+CO 2MgO+SO2+CO2+SO3。
② Mg为活泼金属,为负极失去电子,电极方程式为:Mg—2e‾+2OH‾=Mg(OH)2或Mg—2e‾=Mg2+;总反应为ClO‾在碱性条件下把Mg氧化为Mg(OH)2,离子方程式为:Mg+ClO‾+H2O=Cl‾+Mg(OH)2