Question

【题目】回收利用硫和氮的氧化物是环境保护的重要举措。

（1）已知：2NO(g ) + O2(g)2NO2(g)，正反应的活化能为c kJmolˉ1。该反应历程为：

第一步：2NO(g ) N2O2(g) △H1 =－a kJmolˉ1 （快反应）

第二步：N2O2(g ) + O2(g)2NO2(g) △H2 =－b kJmolˉ1 （慢反应）

①下列对上述反应过程表述正确的是__________（填标号）。

A．NO比N2O2稳定

B．该化学反应的速率主要由第二步决定

C．N2O2为该反应的中间产物

D．在一定条件下N2O2的浓度为0时反应达到平衡

②该反应逆反应的活化能为_______________。

（2）通过下列反应可从燃煤烟气中回收硫。2CO(g) + 2SO2(g)2CO2(g) + S(l) △H﹤0,在模拟回收硫的实验中，向某恒容密闭容器通入2.8 mol CO和1 molSO2，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示：

①与实验a相比，实验b改变的实验条件可能是______________________。

②实验b中的平衡转化率a(SO2)=_________。

（3）用NH3消除NO污染的反应原理为： 4NH3 + 6NO5N2 + 6H2O。不同温度条件下，NH3与NO的物质的量之比分别为 3:1、2:1、1:1 时，得到 NO 脱除率曲线如图所示：

①曲线c对应NH3与NO 的物质的量之比是_______________。

②曲线a中 NO的起始浓度为4×10－4 mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____________ mg/(m3s)。

（4）双碱法除去SO2是指：用 NaOH 吸收SO2，并用CaO使 NaOH再生。NaOH溶液 Na2SO3溶液

①用化学方程式表示NaOH 再生的原理____________________________________ 。

②25℃ 时，将一定量的SO2通入到NaOH溶液中，两者完全反应，得到含Na2SO3、 NaHSO3的混合溶液，且溶液恰好呈中性，则该混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________（已知25℃时，H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2，Ka2=1×10-7)。

Answer 1

【答案】BC （a+b+c）kJmolˉ1 使用催化剂 95% 1:1 1×10-4 CaO+H2O+Na2SO3 = CaSO3+ 2NaOH c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)

【解析】

（1）①A．第一步正反应快，活化能小；

B．该化学反应的速率主要由最慢的一步决定；

C．N2O2为该反应的中间产物

D．在一定条件下N2O2的浓度不变反应达到平衡；

②已知：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，正反应的活化能为ckJmol-1．该反应历程为：

第一步：2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJmol-1（快反应）

第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反应）

据此计算该反应逆反应的活化能=正反活化能-反应焓变；

（2）①a、c开始均通入2.8molCO和1mol SO2，容器的容积相同，而起始时c的压强大于a，物质的量与体积一定，压强与温度呈正比关系；

②结合三行计算列式得到，气体压强之比等于气体物质的量之比；

（3）①两种反应物存在的反应，增大一种反应物的量可提高另一种反应物的转化率，据此分析；

②根据NO的脱除量变化值和脱除时间计算NO的脱出速率；

（4）①过程中NaOH再生是平衡CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)正向进行；氢氧根离子浓度增大；

②25℃时，将一定量的SO2通入到NaOH溶液中，两者完全反应，得到含Na2SO3、NaHSO3的混合溶液，且溶液恰好呈中性，已知25℃时，H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2，Ka2=1×10-7，可知SO32-的水解常数为=1×10-7，可知Na2SO3的水解与NaHSO3的电离程度相等。

（1）①A．第一步正反应快，活化能小于第二步正反应活化能，故A错误；

B．第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反应），该化学反应的速率主要由第二步决定，故B正确；

C．已知：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，正反应的活化能为ckJmol-1．该反应历程为：

第一步：2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJmol-1（快反应）

第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反应）

分析过程可知，N2O2为该反应的中间产物，故C正确；

D．反应为可逆反应，在一定条件下N2O2的浓度不变时反应达到平衡，故D错误；

故答案为：BC；

②已知：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，正反应的活化能为ckJmol-1．该反应历程为：

第一步：2NO(g)N2O2(g)△H1=-akJmol-1（快反应）
第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)△H2=-bkJmol-1（慢反应）
逆反应的活化能为=正反活化能-反应焓变=c-[(-a)+(-b)] kJ /mol=(a+b+c)kJ /mol，

故答案为：(a+b+c)kJ /mol；

（2）①a、c开始均通入2.8molCO和1mol SO2，容器的容积相同，而起始时c的压强大于a，物质的量与体积一定，压强与温度呈正比关系，故c组改变的实验条件可能是：升高温度，

故答案为：升高温度；

②设消耗二氧化硫物质的量x，2CO(g) + 2SO2(g)2CO2(g) + S(l)起始量（mol） 2.8 1 0

变化量（mol） x x x

平衡量（mol）2.8-x 1-x x

，解得x=0.95mol，

实验b中的平衡转化率a（SO2）=×100%=95%，

故答案为：95%；

（3）①两种反应物存在的反应，增大一种反应物的量可提高另一种反应物的转化率，根据图象，曲线c的NO脱除率最低，即NO的转化率最低，所以NO的在总反应物中的比例最高，符合的是n（NH3）：n（NO）的物质的量之比1：1，

故答案为：1：1；

②曲线a中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，根据图象，NO的脱除率从55%上升到75%，则该段时间内NO的脱除量为△c=4×10-4mg/m3×（75%-55%）=8×10-5mg/m3，时间间隔为△t=0.8s，所以该段时间内NO的脱除速率为== 1.0×10-4mg/（m3s），

故答案为：1.0×10-4；

（4）①过程中加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）═Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq），因SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成，反应的化学方程式：CaO+H2O+Na2SO3═CaSO3+2NaOH，

故答案为：CaO+H2O+Na2SO3═CaSO3+2NaOH；

②已知25℃时，H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2，Ka2=1×10-7，可知SO32-的水解常数为==1×10-7，可知Na2SO3的水解与NaHSO3的电离程度相等，则知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性，即c(OH-)=c(H+)，可知c（SO32-）=c（HSO3-），则溶液中存在c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)，

故答案为：c(Na+)>c(HSO3-)=c(SO32-)>c(OH-)=c(H+)。