题目
二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。
(1)
Ⅰ.从热力学角度研究反应
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5
kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1 写出CO 还原SO2的热化学方程式:。
(2)
关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。
A . 在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态
B . 平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)
C . 其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大
D . 在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变
(3)
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) ΔH=-34.0kJ/mol 反应b:2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=-64.2kJ/mol 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)
①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,1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因;在1100kPa时,NO2的体积分数为。
②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。
答案: 【1】2CO(g)+SO2(g) ⇌ 2CO2(g)+S(s) ΔH=-270.0 kJ·mol-1
A,C
【1】0.042mol/(L·min)【2】减小【3】BC
【1】1050kPa前反应未达平衡状态,随着压强增大,反应速率加快,NO2转化率提高【2】50%【3】(0.41.2)2×0.21.2(0.61.2)2×1.1×106 或 (13)2×1614×1.1×106Pa