Question

【题目】I.硫和氮的氧化物直接排放会引发严重的环境问题，请回答下列问题：

（1）下列环境问题主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引发的是_______________。

A.全球变暖 B.酸雨 C.水体富营养化（水华） D.白色污染

（2）SO2的排放主要来自于煤的燃烧。常用石灰石脱硫，其产物可以做建筑材料。

已知：CaCO3(s)==CO2(g)+CaO(s) △H=+178.2kJ/mol

SO2(g)+CaO(s)==CaSO3(s) △H=-402kJ/mol

2CaSO3(s)+O2(g )==2CaSO4(s) △H=-234.2kJ/mol

写出石灰石脱硫的热化学反应方程式_________________________________。

Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2 和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：

反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol

反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol

（3）对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

时间（min） 浓度（mol·L-1）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0. 58	0. 40	0. 40	0. 48	0. 48
N2	0	0. 21	0.30	0. 30	0. 36	0. 36

①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)=_____，当升高反应温度，该反应的平衡常数K____________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是_________（填字母）。

a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO

c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂

（4）某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C 和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图

请从动力学角度分析，1050 kPa 前，反应b 中NO2转化率随着压强增大而增大的原因____________；在1100 kPa时，NO2的体积分数为_________________________。

（5）用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________（计算表达式表示）；已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)× 体积分数。

Answer 1

【答案】B 2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）=2CaSO4（s）+2CO2（g） △H=-681.8kJ/mol 0.042mol/（L·min） 减小 bc 1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO转化率提高 50% Pa或Pa

【解析】

(1)A.全球变暖是二氧化碳引起的温室效应，故A错误；B.酸雨主要硫氧化物和氮氧化物的排放引起的，故B正确；C.水体富营养化(水华)主要是含N和P元素的废水的排放引起的，故C错误；D.白色污染是废旧塑料引起的环境问题，故D错误；故选B；

(2)已知：①CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s) △H=+178.2kJ/mol，②SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) △H=-402kJ/mol，③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H=-234.2kJ/mol，石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的反应为2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)=2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)，根据盖斯定律，该反应等于①×2+②×2+③，计算△H=+178.2×2+(-402)×2+(-234.2)=-681.8kJ/mol，故答案为：2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)=2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol；

(3)①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)== 0.042mol/(L·min)；该反应为放热反应，升高反应温度，平衡逆向移动，反应的平衡常数K减小，故答案为：0.042mol/(L·min)；减小；

②根据表格数据可知，30min后，NO的浓度增大，N2的浓度也增大。a.加入一定量的活性炭平衡不移动，错误；b.通入一定量的NO，NO的浓度增大，平衡正向移动，N2的浓度增大，正确；c.适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大，正确；d.加入合适的催化剂平衡不移动，错误；故选bc；

(4)在1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO转化率提高，在1100kPa时，NO2的转化率为40%，根据2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)，假设二氧化氮共有2mol，则反应的二氧化氮为0.8mol，生成的氮气为0.4mol，二氧化碳为0.8mol，NO2的体积分数=×100%=50%，故答案为：1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO转化率提高；50%；

(5)根据图像，T2℃、1.1×106Pa时，平衡状态下，NO2的转化率为40%，根据2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)，假设二氧化氮共有2mol，则反应的二氧化氮为0.8mol，剩余的二氧化氮为1.2mol，生成的氮气为0.4mol，二氧化碳为0.8mol，则各物质的平衡分压分别为：二氧化氮为×1.1×106Pa，生成的氮气为×1.1×106Pa ，二氧化碳为×1.1×106Pa，反应的化学平衡常数Kp==×1.1×106Pa，故答案为：×1.1×106Pa。