Question

【題目】煙氣脫硝技術是煙氣治理的發展方向和研究熱點。

（1）用NH3選擇性脫除氮氧化物，有如下反應：

6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)

已知化學鍵的鍵能數據如下表：

化學鍵	NO中的氮氧鍵	N-H	NN	O-H
鍵能（kJ·mol-1）	a	b	c	d

則該反應的ΔH=__kJ·mol-1。

（2）在汽車尾氣的凈化裝置中CO和NO發生反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1。

實驗測得：v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)（k正、k逆為速率常數，只與溫度有關）

①達平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數__k逆增大的倍數（填“＞”或“＜”或“＝”）。

②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達到平衡，CO的轉化率為50%，則=__。

（3）現利用反應除去汽車尾氣中的NOx：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ·mol-1。在密閉容器中發生該反應，催化反應相同時間，測得不同溫度下NO的轉化率a（NO）隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K前反應中NO的轉化率隨溫度升高而增大，原因是__。

（4）以連二硫酸根（S2O42-）為媒介，使用間接電化學法也可處理燃煤煙氣中的NO，裝置如圖所示：

①陰極區的電極反應式為__。

②NO吸收轉化后的主要產物為NH4+，若通電時電路中轉移了0.3mole-，則此通電過程中理論上吸收的NO在標準狀況下的體積為__mL。

Answer 1

【答案】6a+12b-5c-12d ＜ 1 1050K前反應未達到平衡狀態，隨著溫度升高，反應速率加快，NO轉化率增大 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 1344

【解析】

（1）反應的ΔH等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵；

（2）①根據升溫對反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1的平衡移動及反應速率的影響幅度來判斷；

②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達到平衡，CO的轉化率為50%，用三段式求出平衡時各物質的濃度，再按照平衡時正逆反應速率相等來計算；

（3）假如已平衡，升溫平衡應左移，轉化率下降，之所以有矛盾，從假設不成立角度分析；

（4）①陰極區發生還原反應，從圖中找出陰極反應物，寫它發生還原反應的電極反應式；

②NO吸收轉化后的主要產物為NH4+，寫出關系式，按電子數守恒，求出一氧化氮在標準狀況下體積；

（1）反應的ΔH等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵，ΔH=（6a+12b-5c-12d）kJ·mol-1；

答案為：6a+12b-5c-12d；

（2）①該反應的正反應是放熱反應，達到平衡后，僅升高溫度，平衡逆向移動，所以逆反應速率大于正反應速率，則正反應速率增大的倍數小于逆反應速率增大的倍數，所以k正增大的倍數<k逆增大的倍數；

答案為：＜；

②若在1L的密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定溫度下達到平衡，CO的轉化率為50%， 平衡時正逆反應速率相等，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)，則 k正·c2(NO)·c2(CO) =k逆·c(N2)·c2(CO2)，因為是1L的密閉容器，k正×0.52×0.52=k逆·×0.25×0.52，則=1；

答案為：1；

（3）假如已平衡，升溫平衡應左移，轉化率下降，而當反應在建立平衡的過程中時，隨著溫度升高，反應速率加快，NO轉化率增大；

答案為：1050K前反應未達到平衡狀態，隨著溫度升高，反應速率加快，NO轉化率增大；

（4）①由圖可知，陰極區通入液體主要含SO32-，流出主要含S2O42-，所以陰極區電極反應式為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

答案為：2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

②NO吸收轉化后的主要產物為NH4+，若通電一段時間后陰極區n(SO32-)減少了0.3mol，此過程轉移0.3mole；由于NO吸收轉化后的主要產物為NH4+，NO～NH4+～5e，若電路中轉移轉移0.3mole，消耗NO0.06mol，標準狀況下體積為V(NO)=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL；

答案為：1344。