Question

【題目】治理SO2、CO、NOx污染是化學工作者研究的重要課題。

Ⅰ.硫酸廠大量排放含SO2的尾氣會對環境造成嚴重危害。

（1）工業上可利用廢堿液（主要成分為Na2CO3）處理硫酸廠尾氣中的SO2，得到Na2SO3溶液，該反應的離子方程式為__________________________________。

Ⅱ.瀝青混凝土可作為反應；2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的催化劑。圖甲表示在相同的恒容密閉容器、相同起始濃度、相同反應時間段下,使用同質量的不同瀝青混凝土（α型、β型）催化時，CO的轉化率與溫度的關系。

（2）a、b、c、d 四點中，達到平衡狀態的是__________________________________。

（3）已知c點時容器中O2濃度為0.02 mol/L，則50℃時，在α型瀝青混凝土中CO轉化反應的平衡常數K=____________（用含x的代數式表示）。

（4）下列關于圖甲的說法正確的是_____________。

A.CO轉化反應的平衡常數K(a)

B.在均未達到平衡狀態時，同溫下β型瀝青混凝土中CO轉化速率比α型要大

C.b點時CO與O2分子之間發生有效碰撞的幾率在整個實驗過程中最高

D.e點轉化率出現突變的原因可能是溫度升高后催化劑失去活性

Ⅲ.某含鈷催化劑可以催化消除柴油車尾氣中的碳煙(C)和NOx。不同溫度下，將模擬尾氣（成分如下表所示）以相同的流速通過該催化劑，測得所有產物（CO2、N2、N2O）與NO的相關數據結果如圖乙所示。

模擬尾氣	氣體(10mol)			碳煙
	NO	O2	He
物質的量(mol)	0.025	0.5	9.475	n

（5）375℃時，測得排出的氣體中含0.45 molO2和0.0525 mol CO2，則Y的化學式為______________。

（6）實驗過程中采用NO模擬NOx，而不采用NO2的原因是____________________________。

Answer 1

【答案】 CO32-+SO2=SO32-+CO2 bcd 50x2/(1-x)2 BD N2O 由于存在反應2NO2N2O4會導致一定的分析誤差

【解析】（1）利用強酸制備弱酸規律，亞硫酸的酸性強于碳酸，因此碳酸鈉溶液與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和二氧化碳，離子方程式為CO32-+SO2=SO32-+CO2；正確答案：CO32-+SO2=SO32-+CO2。

（2）可逆反應達到平衡狀態時，轉化率為最大轉化率，因此使用同質量的不同瀝青混凝土（α型、β型）催化時，b、c對應的轉化率最大，反應達到平衡狀態，達到平衡狀態后，再升高溫度，平衡左移，一氧化碳的轉化率減小，所以d點也為對應溫度下的平衡狀態；正確答案：bcd。

（3）假設一氧化碳的起始濃度為a，其轉化率為x；

2CO(g)+O2(g)2CO2(g)

起始濃度 a 0

變化濃度 ax ax

平衡濃度 a-ax 0.02 ax

平衡常數K=c2(CO2)/c2(CO)c(O2)=(ax)2/[(a-ax)2×0.02]=50x2/(1-x)2 ；正確答案：50x2/(1-x)2。

（4）平衡常數為溫度的函數，a、c處在同一溫度下，所以K(a)=K(c)，A錯誤；從圖像可以看出，同溫下β型瀝青混凝土催化下，催化能力強于α型，所以在均未達到平衡狀態時，同溫下β型瀝青混凝土中CO轉化速率比α型要大，B正確；反應物的濃度越大，分子之間發生有效碰撞的幾率越高，b點時達到平衡時的點，一氧化碳的轉化率最大，剩余物質的濃度最小，有效碰撞幾率不是最高的，C錯誤；溫度太高，催化劑可能會失去活性，催化能力下降，D正確；正確選項BD。

（5）模擬尾氣中一氧化氮的物質的量為 0.025 mol,而圖中參與反應生成X和Y的一氧化氮的物質的量為:,模擬尾氣中的物質的量為0.5 mol,測得排出的氣體中含,說明實際參與反應的氧氣的物質的量為,同時測得,根據氧守恒,可以知道一氧化二氮的物質的量為:,根據氮守恒可以知道氮氣的物質的量為:,所以對應的是氮氣,而8%對應是一氧化二氮,即Y對應是；正確答案：。

（6）實驗過程中采用NO模擬NOx，而不采用NO2的原因是二氧化氮與四氧化二氮之間存在雙聚平衡,所以無純的二氧化氮；正確答案：由于存在反應2NO2N2O4會導致一定的分析誤差。