Question

中科院大氣研究所研究員張仁健課題組與同行合作，對北京地區PM2.5化學組成及來源的季節變化研究發現，北京PM2.5有6個重要來源，其中，汽車尾氣和燃煤分別占4%、18%

（1）用于凈化汽車尾氣的反應為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)，已知該反應在570K時的平衡常數為1×1059，但反應速率極慢。下列說法正確的是：________

A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO

B．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度

C．增大壓強，上述平衡右移，故實際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率

D．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑

（2）CO對人類生存環境的影響很大，CO治理問題屬于當今社會的熱點問題。鎳與CO反應的化學方程式為Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，鎳與CO反應會造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒，工業上常用SO2除去CO，生成物為S和CO2。已知相關反應過程的能量變化如圖所示

則用SO2除去CO的熱化學方程式為? _____________________________________。

（3）NH3催化還原氮氧化物（SCR）技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術。發生的化學反應是：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H＜0。為提高氮氧化物的轉化率可采取的措施是（任意填一種）____________________。

（4）利用ClO2 氧化氮氧化物反應過程如下：

反應Ⅰ的化學方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反應Ⅱ的離子方程式是 ________________。若有11.2L N2生成（標準狀況），共消耗NO _________________ g。

（5）工業廢氣中含有的NO2還可用電解法消除。用NO2為原料可制新型綠色硝化劑N2O5。制備方法之一是先將NO2轉化為N2O4，然后采用電解法制備 N2O5，裝置如圖所示。 Pt乙為 _____極，電解池中生成N2O5的電極反應式是________________。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）D （2分）

（2）SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)? △H=－（2b－a）kJ·mol-1（2分）

（3）增大NH3濃度（或減小壓強、降低溫度）（2分）

（4）2 NO2+4SO32-=N2+4SO42-，（2分）?? 60（2分）

（5）陰（2分），N2O4+2HNO3－2e－=2N2O5+2H+（2分）

【解析】

試題分析：（1）A、該反應是可逆反應，所以裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中仍然含有NO或CO，錯誤；B、570K時的平衡常數為1×1059，已經很高沒必要提高溫度，錯誤；C、增大壓強平衡正向移動，理論上可增大凈化效率，但不可取，凈化裝置一旦裝上很難改變其壓強，錯誤；D、該反應的平衡常數已經很高，但反應速率太慢，所以使用高效催化劑可大大提高反應速率，從而提高凈化效率，正確，答案選D。

（2）由左圖得出S(s)+O2(g)=SO2(g)? △H=-a kJ·mol-1? 由圖得出CO(g)+O2(g)= CO2(g) △H=-bkJ·mol-1,將兩式結合得SO2除去CO的熱化學方程式為SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)? △H=－（2b－a）kJ·mol-1

（3）提高氮氧化物的轉化率也即使平衡正向移動，可采取降溫、減壓、提高氨氣的濃度等措施

（4）二氧化氮將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉本身被還原為氮氣，離子方程式為2 NO2+4SO32-=N2+4SO42-，11.2L(標準狀況)氮氣的物質的量為0.5mol，則所需二氧化氮的物質的量為1mol，所以NO為2mol，其質量是60g

(5) Pt乙極由無水硝酸得到N2O4，發生還原反應，所以Pt乙為陰極，N2O4­被氧化得N2O5所以電解池中生成N2O5的電極反應式是N2O4+2HNO3－2e－=2N2O5+2H+

考點：考查對化學平衡理論的理解應用、蓋斯定律的應用、離子方程式的書寫、電解反應原理的理解應用