“綠水青山就是金山銀山”,因此研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
(1)SO2的排放主要來自于煤的燃燒,工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2.已知吸收過程中相關反應的熱化學方程式如下:
①SO2(g)+NH3?H2O(aq)═NH4HSO3(aq)△H1=akJ?mol-1;
②NH3?H2O(aq)+NH4HSO3(aq)═(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)△H2=bkJ?mol-1;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)═2(NH4)2SO4(aq)△H3=ckJ?mol-1。
則反應2SO2(g)+4NH3?H2O(aq)+O2(g)═2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的△H=
2a+2b+c
2a+2b+c
kJ?mol-1。
(2)燃煤發(fā)電廠常利用反應2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)═2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ?mol-1對煤進行 脫硫處理來減少SO2的排放。對于該反應,在T℃時,借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質的濃度如表:
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
O2/(mol?L-1) |
1.00 |
0.79 |
0.60 |
0.60 |
0.64 |
0.64 |
CO2/(mol?L-1) |
0 |
0.42 |
0.80 |
0.80 |
0.88 |
0.88 |
①0~10min 內,平均反應速率v(O
2)
0.021
0.021
mol?L
-1?min
-1;當升高溫度,該反應的平衡常數(shù)K
減小
減小
(填“增大”“減小”或“不變”)。
②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡。根據(jù)如表中的數(shù)據(jù)判斷,改變的條件可能是
BC
BC
(填字母)。
A.加入一定量的粉狀碳酸鈣 B.通入一定量的O
2C.適當縮小容器的體積 D.加入合適的催化劑
(3)NO
x的排放主要來自于汽車尾氣,有人利用反應C(s)+2NO(g)?N
2(g)+CO
2(g)△H=-34.0kJ?mol
-1,用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓測得NO的轉化率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,其原因為
1050K前反應末達到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應速率加快,NO轉化率增大
1050K前反應末達到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應速率加快,NO轉化率增大
;在1100K時,CO
2的體積分數(shù)為
20%
20%
。
(4)用某物質的平衡分壓代替其物質的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作K
p)。在1050K、1.1×10
6Pa時,該反應的化學平衡常數(shù)K
p=
4
4
[已知:氣體分壓(P
分)=氣體總壓(Pa)×體積分數(shù)]。
(5)為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染,需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應2NO(g)+2CO(g)?N
2(g)+2CO
2(g)△H=-746.8k?mol
-1,生成無毒的N
2和CO
2.實驗測得,v
正=k
正?c
2(NO)?c
2(CO),v
逆=k
逆?c(N
2)?c
2(CO
2)(k
正、k
逆為速率常數(shù),只與溫度有關)。
①達到平衡后,僅升高溫度,k
正增大的倍數(shù)
<
<
(填“>”“<”或“=”)k
逆增大的倍數(shù)。
②若在1L的密閉容器中充入1mol CO 和1mol NO,在一定溫度下達到平衡時,CO的轉化率為40%,則
=
。