Question

二氧化硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物，關注臭氧層、防止和治理環境污染是當前環保工作的重要研究內容之一．
（1）空氣中微量的臭氧對人有益，濃度過大則是一種污染氣體，臭氧作為強氧化劑，幾乎能與任何生物組織反應．下列有關說法正確的是______．
A．停止使用氟里昂是為保護臭氧層
B．光化學煙霧與大氣臭氧的生成有關
C．家用電器消毒柜中產生的臭氧能夠高效殺菌消毒
D．臭氧能使濕潤的碘化鉀-淀粉試紙變藍
（2）一定條件下，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），向2L密閉容器中通入2mol SO₂（g）、1mol O₂（g）和0.2mol SO₃（g），2min后反應達到平衡時，測得SO₂的轉化率為50%，則該可逆反應的平衡常數K=______；恒溫下，若往容器中再加入2mol SO₂（g），則重新達到平衡時SO₂的總轉化率______50%（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）臭氧的化學性質極不穩定，在空氣和水中都會慢慢分解成氧氣，臭氧常用于自來水的消毒，臭氧的溶解度及在水中的分解速度與水溫及水的pH關系如圖：

用臭氧消毒自來水，適宜的條件是______．
（4）新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（ZnFe₂O_x），由鐵酸鹽（ZnFe₂O₄）經高溫還原制得，常溫下，它能使工業廢氣中的酸性氧化物分解除去，轉化流程如圖所示：
若2mol ZnFe₂O_x與SO₂可生成0.75mol S，x=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）A、在對流層相當穩定的氟利昂，在上升進入平流層后，在一定的氣象條件下，會在強烈紫外線的作用下被分解，分解釋放出的氯原子同臭氧會發生連鎖反應，不斷破壞臭氧分子；
B、氮氧化物（NOx）主要是指NO和NO₂．NO和NO₂都是對人體有害的氣體．氮氧化物和碳氫化合物（HC）在大氣環境中受強烈的太陽紫外線照射后產生一種新的二次污染物----光化學煙霧，在這種復雜的光化學反應過程中，主要生成光化學氧化劑（主要是O₃）及其他多種復雜的化合物，統稱光化學煙霧；
C、臭氧具有強氧化性分析判斷；
D、臭氧具有強氧化性能氧化碘離子為單質碘，與淀粉變藍色；
（2）依據化學平衡的三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數概念計算；依據化學平衡的影響因素和移動原理分析判斷；
（3）依據圖象曲線變化結合縱軸和橫軸意義分析變化規律，臭氧分解越快，氧化能力越強；
（4）依據氧化還原反應的電子守恒和化合物中的元素化合價代數為0計算得到．
解答：解：（1）空氣中微量的臭氧對人有益，濃度過大則是一種污染氣體，臭氧作為強氧化劑，幾乎能與任何生物組織反應；
A．停止使用氟里昂是為保護臭氧層，因為氟利昂分解釋放出的氯原子同臭氧會發生連鎖反應，不斷破壞臭氧分子，故A符合；
B．光化學煙霧主要生成光化學氧化劑（主要是O₃）及其他多種復雜的化合物，與大氣臭氧的生成有關，故B符合；
C．家用電器消毒柜中產生的臭氧具有強氧化性，能夠高效殺菌消毒，故C符合；
D．臭氧能把濕潤的碘化鉀-淀粉試紙中的碘離子氧化為碘單質，遇淀粉變藍，故D符合；
故選ABCD；
故答案為：ABCD；
（2）一定條件下，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），向2L密閉容器中通入2mol SO₂（g）、1mol O₂（g）和0.2mol SO₃（g），2min后反應達到平衡時，測得SO₂的轉化率為50%，列出化學平衡的三段式計算：
                  2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）   1       0.5       0.1
變化量（mol/L）  0.5     0.25       0.5
平衡量（mol/L）  0.5     0.25       0.6
平衡常數K===5.76；
若往容器中再加入2mol SO₂（g），平衡正向進行，由于三氧化硫濃度比起始大，則重新達到平衡時SO₂的總轉化率小于50%；故答案為：5.76；＜；
（3）依據圖象中曲線變化分析，溶解度隨溫度升高減小，中性溶液中臭氧濃度溫度越低變化越小，分解速率在中性或弱堿性溶液中分解越快；用臭氧消毒自來水，適宜的條件是：低溫，水的pH控制7或弱堿性；
故答案為：低溫，水的pH控制7或弱堿性；
（4）新型納米材料ZnFe₂O_x可由化合物ZnFe₂O₄經高溫還原制得，若2mol ZnFe₂O _x與SO₂反應可生成0.75molS，則ZnFe₂O _x被還原為ZnFe₂O₄，令中鐵元素的化合價為a，根據電子轉移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.75mol×4，解得，a=2.25，利用化合價代數和為，2+2.25×2=2x，解得x=3.25；故答案為：3.25．
點評：本題考查了臭氧的性質分析判斷，對環境的影響，化學平衡的三段式計算應用，平衡常數的概念應用，圖象分析判斷，物質組成的計算應用，題目難度較大．