Question

【題目】2013年，“霧霾”成為年度關鍵詞．近年來，對“霧霾”的防護與治理成為越來越重要的環境問題和社會問題．霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成．
（1）機動車的尾氣是霧霾形成的原因之一，近幾年有人提出利用選擇性催化劑利用汽油中揮發出來的C3H6催化還原尾氣中的NO氣體，請寫出該過程的化學方程式：
（2）我國北方到了冬季燒煤供暖所產生的廢氣也是霧霾的主要來源之一．經研究發現將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒，發現能夠降低燃煤時NO的排放，主要反應為：
2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H
若①N2（g）+O2（g）2NO（g）△H1=+180.5kJmol﹣1
②CO（g）C（s）+ O2（g）△H2=+110.5kJmol﹣1
③C （s）+O2（g）CO2（g）△H3=﹣393.5kJmol﹣1
則△H=kJmol﹣1 ．
（3）燃煤尾氣中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液，在pH為4～7之間時電解，硫元素在鉛陰極上被電解還原為Na2S2O4 ． Na2S2O4俗稱保險粉，廣泛應用于染料、印染、造紙、食品工業以及醫學上．這種技術是最初的電化學脫硫技術之一．請寫出該電解反應中陰極的電極方程式：
（4）SO2經過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸或者硫酸銨，其中SO2發生催化氧化的反應為：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）．若在T1℃、0.1MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2（其中n（SO2）：n（O2）=2：1），測得容器內總壓強與反應時間如圖所示：
①該反應的化學平衡常數表達式：K=
②圖中A點時，SO2的轉化率為
③計算SO2催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數K=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）
④若在T2℃，其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如圖所示，則T1T2（填“＞”、“＜”、“=”）；其中C點的正反應速率vc（正）與A點的逆反應速率vA（逆）的大小關系為vc（正）vA逆） （填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

【答案】
（1）2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2
（2）﹣746.5
（3）2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O
（4）；45%；24300 （Mpa）﹣1；＜；＞
【解析】（1）C3H6催化還原尾氣中的NO氣體，可以得到無毒的氣體氮氣和二氧化碳，即2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2；所以答案是：2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2；（2））②×2+③×2﹣①得到2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g），反應的焓變=2（+110.5kJmol﹣1）+2（﹣393.5kJmol﹣1）﹣（180.5kJmol﹣1）=﹣746.5kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣746.5kJmol﹣1；（3）電解反應中陰極上發生得電子的還原反應，2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O，所以答案是：2HSO3﹣+2H++2e﹣=S2O42﹣+2H2O；（4）①2SO2（g）+O2（g）2SO3 ， 反應的平衡常數K= ，所以答案是： ；
②依據化學三行列式計算，設氧氣消耗物質的量為x，
2SO2（g）+O2（g）2SO3
起始量（mol） 2a a 0
變化量（mol） 2x x 2x
平衡量（mol）2a﹣2x a﹣x 2x
圖中A點時，氣體物質的量0.085，則 = ，x=0.45aSO2的轉化率= ×100%=45%，
所以答案是：45%；
③圖中B點，依據化學三行列式計算，設氧氣消耗物質的量為y，
2SO2（g）+O2（g）2SO3
起始量（mol） 2a a 0
變化量（mol） 2y y 2y
平衡量（mol）2a﹣2y a﹣y 2y
B點氣體物質的量為 0.007，則 = ，y=0.9a，平衡常數K=（ ）=24300（MPa）﹣1 ，
所以答案是：24300（MPa）﹣1；
④圖象分析可知，先拐先平溫度高則T1＜T2 ， C點是平衡狀態，A點反應未達到平衡狀態，其中C點的正反應速率vC（正）與A點的逆反應速率vA（逆）的大小關系為vC（正）＞vA（逆）
所以答案是：＜，＞．
【考點精析】本題主要考查了反應熱和焓變和反應速率的定量表示方法的相關知識點，需要掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱；反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t才能正確解答此題．