Question

【題目】NOx、SO2的處理轉化對環境保護有著重要意義。

(1) 利用反應2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，可實現汽車尾氣的無害化處理。一定條件下進行該反應，測得CO的平衡轉化率與溫度、起始投料比m[m＝]的關系如圖1所示。

①該反應的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。

②下列說法正確的是________(填字母)。

A. 當體系中CO2和CO物質的量濃度之比保持不變時，反應達到平衡狀態

B. 投料比：m1＞m2＞m3

C. 當投料比m＝2時，NO轉化率是CO轉化率的2倍

D. 汽車排氣管中的催化劑可提高NO的平衡轉化率

③隨著溫度的升高，不同投料比下CO的平衡轉化率趨于相近的原因為________。

(2) 若反應2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反應速率可表示為v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)；v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)，k正、k逆分別為正、逆反應速率常數，僅與溫度有關。一定溫度下，在體積為1 L的容器中加入2 mol NO和2 mol CO發生上述反應，測得CO和CO2物質的量濃度隨時間的變化如圖2所示，則a點時v正∶v逆＝________。

(3) 工業生產排放的煙氣中同時存在SO2、NOx和CO，利用它們的相互作用可將SO2、NOx還原成無害物質，一定條件下得到以下實驗結果。圖3為298 K各氣體分壓(氣體的物質的量分數與總壓的乘積)與CO物質的量分數的關系，圖4為CO物質的量分數為2.0%時，各氣體分壓與溫度的關系。

下列說法正確的是________(填字母)。

A．不同溫度下脫硝的產物為N2，脫硫的產物可能有多種

B．溫度越高脫硫脫硝的效果越好

C．NOx比SO2更易被CO還原

D．體系中可能發生反應：2COSS2＋2CO；4CO2＋S24CO＋2SO2

(4) NH3催化還原氮氧化物是目前應用最廣泛的煙氣脫硝除技術。用活化后的V2O5作催化劑，NH3將NO還原成N2的一種反應歷程如圖5所示，則總反應方程式為________。

(5) 用間接電化學法去除煙氣中NO的原理如圖6所示，則陰極的電極反應式為________。

Answer 1

【答案】< AB 溫度較高時，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡移動的影響 160 ACD 4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O 2SO32－＋4H＋＋2e－===S2O42－＋2H2O

【解析】

(1)①結合圖1所示溫度對一氧化碳轉化率的影響分析判斷該反應正反應是放熱還是吸熱；

②A．反應達到平衡狀態時，體系內各組分的含量保持不變；

B．結合圖1，控制變量法分析，投料比的大��；

C．m＝，根據比例關系，結合方程式分析判斷；

D．催化劑只改變反應速率，不影響平衡移動；

③溫度和濃度都是影響平衡移動的外界因素；

(2) 結合圖2，a點時c(CO2)= c (CO)，結合三段式，根據公式計算；

(3) A．根據圖4中含氮元素、硫元素的物質種類分析；

B．根據圖4二氧化硫的曲線升高分析；

C．根據圖3中曲線斜率大小分析；

D．根據圖4 COS曲線隨溫度變化，分析體系中可能發生反應；

(4)用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結合反應歷程圖可知反應物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應方程式；

(5)陰極發生還原反應，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子。

(1)①根據圖1所示，溫度升高，一氧化碳平衡轉化率降低，平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，ΔH＜0；

②A．反應達到平衡狀態時，體系內各組分的含量保持不變，比值不變，反應達到平衡，故A正確；

B．結合圖1，相同溫度下，按m1投料比時，一氧化碳的轉化率最大，即一氧化氮的投入量越多，比值越大，則m1＞m2＞m3；

C．根據反應2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，按=1投料平衡時，NO轉化率和CO轉化率相等，當投料比m＝2時，=2， 可看做在1:1投料的基礎上增加NO的投料，平衡正向移動，CO轉化率增大，NO轉化率減小，故C錯誤；

D．催化劑只改變反應速率，不影響平衡移動，NO的平衡轉化率不變，故D錯誤；

答案選AB；

③溫度較低時，反應物的投料比(反應物的濃度)是影響平衡移動的主要因素；該可逆反應為放熱反應，當溫度較高時，反應逆向進行的趨勢增大，溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡移動的影響，不論以何種投料比，一氧化碳的轉化率都減�。�

(2)由圖2a點可得，c(CO2)=c(CO)，設反應進行到a點時，c(CO2)=c(CO)=x，列“三段式”：

x=1，=2 K正

K正==80，則=2 K正=2×80=160；

(3) A．根據圖4中隨著溫度升高，含氮元素的物質只有N2，則脫硝的產物為N2，隨著溫度的升高，含硫元素的物質COS或S2，則脫硫的產物隨溫度變化可能有多種，故A正確；

B．根據圖4，溫度升高，二氧化硫的曲線上升，二氧化硫分壓增大，則脫硫效率降低，故B錯誤；

C．根據圖3，隨CO物質的量分數增大，還原NOx生成N2曲線斜率變化較小，而還原SO2需要CO物質的量分數較大時才能將SO2從煙氣中分離，說明CO更易于NOx反應，則NOx比SO2更易被CO還原，故C正確；

D．根據圖4，COS分壓曲線隨溫度升高減小，CO、S2分壓增大，可能發生反應2COSS2＋2CO，繼續升高溫度，CO2、S2分壓減小，CO分壓增大，可能發生反應4CO2＋S24CO＋2SO2，故D正確；

答案選ACD；

(4) 用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結合反應歷程圖可知反應物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應方程式為4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O；

(5) 陰極發生還原反應，是亞硫酸根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子，電極反應式為：2SO32－＋4H＋＋2e－=S2O42－＋2H2O。