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    国家拟于“十二五”期间将SO2的排放量减少8%，研究SO2综合利用意义重大。

    （1）已知25℃时：SO2（g）＋2CO（g）＝2CO2（g）＋Sx（s）   △H＝akJ/mol

    2COS（g）＋SO2（g）＝2CO2（g）＋Sx（s）   △H＝bkJ/mol。

    则CO与Sx生成COS反应的热化学方程式是________________________。

    （2）有人设想按如图所示装置用废气中的SO2生产硫酸。

    写出SO2电极的电极反应式__________________________。

    （3）提高反应2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）   △H＜0中SO2的转化率是控制SO2排放的关键措施之一。某课外活动小组进行了如下探究：

    ①T1温度时，在2L的密闭容器中加入4.0molSO2和2.0molO2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，前5 min内SO2的平均反应速率为___________。

    ②在①中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率及SO3的平衡浓度都比原来增大的是

    _________（填序号）。

    a．温度和容器体积不变，充入1.0molHe （g）

    b．温度和容器体积不变，充入2molSO2和lmolO2

    c．温度和容器体积不变，充入1.0molSO2

    d．在其他条件不变时，减小容器的容积

    ③在其他条件不变的情况下，探究起始时氧气物质的量对2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）反应的影响，实验结果如图所示。（图中T表示温度，n表示物质的量）：在a、b、c三点所处的平衡状态中，SO2的转化率最高的是____，温度T1______T2（填“＞”“＜”或“＝”）。

     

     

    【答案】

    （1）CO（g）＋Sx（s）＝COS（g）  △H＝kJ/mol（2分）

    （2）SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋（2分）

    （3）①0.2mol·L－1·min－1（2分，无单位或单位错误不得分） ②b d（2分）③c（2分） ＞（2分）

    【解析】

    试题分析:（1）根据已知反应①SO2（g）＋2CO（g）＝2CO2（g）＋Sx（s）   △H＝akJ/mol，②2COS（g）＋SO2（g）＝2CO2（g）＋Sx（s）   △H＝bkJ/mol，则根据盖斯定律可知，（①－②）÷2即得到反应CO（g）＋Sx（s）＝COS（g），所以该的反应热△H＝kJ/mol。

    （2）该装置是原电池，氧气得到电子，在正极通入。SO2失去电子，在负极通入。原电池中阴离子向正极移动，由于存在质子交换膜，因此氢离子在负极生成，所以SO2电极的电极反应式为SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。

    （3）①5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则反应中消耗SO2的物质的量是4mol×50＝2mol，其浓度是2mol÷2L＝1mol/L，所以前5 min内SO2的平均反应速率＝＝0.2mol/（ L·min）。

    ②a．温度和容器体积不变，充入1.0molHe （g），物质的浓度不变，平衡不移动，所以a不正确；b、温度和容器体积不变，充入2molSO2和lmolO2，则相当于是增大压强，平衡向正反应方向移动，所以SO2的转化率及SO3的平衡浓度都比原来增大，b正确；c、温度和容器体积不变，充入1.0molSO2，平衡向正反应方向移动，三氧化硫的浓度增大，但SO2的转化率降低，c不正确；d、在其他条件不变时，减小容器的容积，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以SO2的转化率及SO3的平衡浓度都比原来增大，d正确，答案选bd。

    ③根据图像可知，b点时三氧化硫的含量最高，继续增大氧气的浓度平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大，所以在a、b、c三点所处的平衡状态中，SO2的转化率最高的是c点。由于该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，三氧化硫的含量降低。根据图像可知，在氧气的物质的量相同的情况下，T2曲线表示的三氧化硫含量高，因此温度是T1＞T2。

    考点：考查热化学方程式的书写、反应速率的计算、外界条件对平衡状态的影响

     

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2）排放量减少8%，氮氧化物（NOx）排放量减少10%．目前，消除大气污染有多种方法．
    （1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．已知：
    CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
    CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
    则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
    CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
    CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
    ．
    （2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
    2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．
    该反应的化学平衡常数表达式为K=
    c(N2)?c2(CO2)
    c2(CO)?c2(NO)
    c(N2)?c2(CO2)
    c2(CO)?c2(NO)
    ．若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示．若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将
    不
    不
    移动（填“向左”、“向右”或“不”）．20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是
    ②
    ②
    （填序号）．
    ①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO2的量
    （3）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O═2H2SO4）．已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为
    2Fe3++SO2+2H2 ═2Fe2++SO42-+4H+
    2Fe3++SO2+2H2 ═2Fe2++SO42-+4H+
    ．
    （4）肼（N2H4）用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977．写出肼与亚硝酸反应的化学方程式
    N2H4+HNO2═NH3+2H2O
    N2H4+HNO2═NH3+2H2O
    ．
    （5）如图2所示装置可用于制备N2O5，则N2O5在电解池的
    阳极
    阳极
    （填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为
    N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+
    N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2）排放量减少8%，氮氧化物（NOx）排放量减少10%．目前，消除大气污染有多种方法．
    （1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．已知：
    CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
    CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
    则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
    CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
    CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
    ．
    （2）全钒氧化还原液流电池，是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池．
    其电池总反应为：V3++VO2++H2O
    充电
    放电
    VO2++2H++V2+．充电过程中，H+向
    阴极区
    阴极区
    迁移（填“阴极区”或“阳极区”）．充电时阴极反应式为
    V3++e-=V2+
    V3++e-=V2+
    ．
    （3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
    2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．
    该反应的化学平衡常数表达式为K=
    K=
    c(N2)c2(CO2)
    c2(NO)c2(CO)
    K=
    c(N2)c2(CO2)
    c2(NO)c2(CO)
    ．
    若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示．若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将
    不
    不
    移动（填“向左”、“向右或“不”）．20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是
    ②
    ②
    （填序号）．
    ①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO2的量
    （4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）．已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为
    2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
    2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?天津模拟）为改善大气质量，国家拟于“十二五”期间，力争将CO2变为燃料或有机化学产品的构想变为现实，将二氧化硫（SO2）排放量减少8%，氮氧化物（NOx）排放量减少10%．
    I．一种将CO2变为燃料或有机化学产品的构想分成3个步骤：
    ①利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO2；
    ②将第①步吸收液电解产生H2和O2，同时分离出CO2；
    ③将第②步产生的H2（g）和CO2（g）在一定条件下转化成CH4（g）和H2O（l）．
    已知：H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（l）△H1=-285.8kJ/mol
    CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H2=-889.6kJ/mol
    写出第③步反应的热化学方程式为
    CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-253.6kJ/mol
    CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-253.6kJ/mol
    ．
    II．目前，消除大气污染有多种方法．
    （1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．写出甲烷直接将NO2还原得到无污染的产物的化学方程式
    CH4+2NO2═N2+CO2+2H2O
    CH4+2NO2═N2+CO2+2H2O
    ．
    （2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化 转化器，发生如下反应：
    2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．
    该反应的化学平衡常数表达式为K=
    c(N2)c2(CO2)
    c2(NO)c2(CO)
    c(N2)c2(CO2)
    c2(NO)c2(CO)
    ．
    在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示．

    若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将
    不
    不
    移动（填“向左”、“向右”或“不”）．
    若20min时改变反应条件，导致N2浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是
    ②
    ②
    （填序号）．
    ①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO2的量
    （3）最近，某科研单位研制成功一种处理SO2的方法：利用电化学原理将发电厂产生的大量SO2制成硫酸，装置如图2，其电池反应方程式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，该电池电动势为1.06V．实际过程中，将SO2通入电池的
    负
    负
    极（填“正”或“负”），负极反应式为
    SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-
    SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-
    ．用这种方法处理SO2废气的优点是可回收大量有效能，副产品为H2SO4，减少环境污染．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2）排放量减少8%，氮氧化物（NOx）排放量减少10%．目前，消除大气污染有多种方法．
    （1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．已知：
    ①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
    ②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
    ③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ?mol-1
    写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2 （g）、CO2 （g）和H2O（1）的热化学方程式
     

    （2）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下可将SO2转化为SO42-，从而实现对SO2的治理．已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为
     
    ．
    （3）用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）?N2 （g）+CO2 （g）．某研究小组向密闭的真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）加入NO和足量的活性炭，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

    浓度/mol?L-1

    时间/min    		 NO N2 CO2
    0 1.00 0 0
    10 0.58 0.21 0.21
    20 0.40 0.30 0.30
    30 0.40 0.30 0.30
    40 0.32 0.34 0.17
    50 0.32 0.34 0.17
    ①10min～20min以v（CO2） 表示的反应速率为
     
    ．
    ②根据表中数据，计算T1℃时该反应的平衡常数为
     
    （保留两位小数）．
    ③一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率
     
    （填“增大”、“不变”或“减小”）．
    ④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
     
    （填序号字母）．
    A．容器内压强保持不变　　      B． 2v正（NO）=v逆（N2）
    C．容器内CO2的体积分数不变     D．混合气体的密度保持不变
    ⑤30min末改变某一条件，过一段时间反应重新达到平衡，则改变的条件可能是
     
    ．请在如图中画出30min至40min的变化曲线
     
    ．

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