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【题目】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=﹣574kJmol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJmol1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(2)利用反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O处理NO2 . 当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是 L.NO2也可用NaOH溶液吸收,生成两种盐,该反应的化学方程式为:
(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= , 该反应△S0(填“>”或“<”)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(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

【答案】
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ?mol1
(2)6.72;2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(3);<;不;②
(4)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+
【解析】解:(1)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJmol1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJmol1
由盖斯定律计算(①+②)× 得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJmol1
所以答案是:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJmol1;(2)反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O中,6NO2中N元素化合价降低,由+4价降低到0价,则6molNO2参加反应,转移24mol电子,所以当转移1.2mol电子时,消耗NO20.3mol,体积为6.72L,
NaOH溶液吸收NO2 , 生成两种盐,二氧化氮被氧化生成硝酸根离子,同时二氧化氮被还原生成亚硝酸根离子,反应方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,
所以答案是:6.72L 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;(3)反应方程式2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)的化学平衡常数表达式为:K=
△S表示反应的熵变,该反应为气体体积减小的反应,所以△S<0,
依据图象分析,15分钟时达到平衡时氮气浓度为0.2mol/L,NO平衡浓度为1.6mol/L,一氧化碳浓度为0.6mol/L,二氧化碳浓度为0.4mol/L,2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H<0;平衡常数K= = =0.035,若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,浓度分别为c(NO)=1.6mol/L,c(CO)=0.6mol/L+0.6mol/L=1.2mol/L,c(N2)=0.2mol/L+0.6mol/L=0.8mol/L,c(CO2)=0.4mol/L;Qc= =0.035=K,平衡不移动,
20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图1所示的变化,斜率减小反应速率减小,氮气浓度增大,反应是气体体积减小的放热反应,则改变的条件可能是降温,
所以答案是: ;<;不;②;(4)常温下将SO2转化为SO42而实现SO2的处理.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三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根离子,反应的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42+4H+
所以答案是:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+
【考点精析】认真审题,首先需要了解化学平衡常数的含义(指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度不变的状态),还要掌握化学平衡状态本质及特征(化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效))的相关知识才是答题的关键.

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非电解质

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醋酸

干冰

B

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福尔马林

硫酸钡

亚硫酸

三氧化硫

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油酯

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