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...

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。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

(1) 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

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

(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：

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。

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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。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

(1) 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

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

(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：

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。

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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。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

(1) 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

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

(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：

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。

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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。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

（1）C(s)+O2(g)= CO2(g)　　 ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

CO2(g)+C(s)=2CO(g)　　　　 ΔH2=+172.5kJ·mol-1

S(s) +O2(g)= SO2(g)　　　 ΔH3=-296.0kJ·mol-1

请写出CO 还原SO2的热化学方程式___________________________________。

（2）对于CO还原SO2的可逆反应，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，增加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

Ⅱ.探究合适的反应条件

向反应器中通入含3%SO2、6%CO和91%N2的烟气，用碘量法测定反应前后烟气中SO2的含量，反应温度区间均为300℃~500℃。

（1）催化剂和温度对反应的影响

烟气流量为0.03 L/min，分别在3种不同催化剂条件下进行实验，实验结果如下图所示。

根据上图示结果，烟气除硫时选用最合适催化剂是_____________，反应温度是_______________。

（2）烟气流速对反应的影响

选用同样的催化剂，分别在三种烟气流量情况下进行实验，实验结果的数据见下表。

分析上表数据，①在300℃时，SO2的转化率随烟气流量变化的关系是______________，其原因可能是____________；②在400℃时，SO2的转化率随烟气流量增大而增大的原因是___________________。

Ⅲ.工业上还用Na2SO3溶液吸收SO2，将烟气通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液，当溶液pH约为6 时，吸收SO2的能力显著下降，此时溶液中c(HSO3-)∶(SO32-)=____________。（已知H2SO3的K1=1.5×10-2、K2=1.0×10-7）

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燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　 △H= -574 kJ•mol-1

②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H= -1160 kJ•mol-1

③H2O(g) = H2O(l)　　　　　　　　　　　　　　　　　 △H= -44 kJ•mol-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O( l ) 的热化学方程式_____________。

（2）某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：

反应Ⅰ：NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJ•mol-1 　 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1

反应Ⅱ：SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)　　 △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1

已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g) 3O2(g)。请回答：

其它条件不变，每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因_______。

②下列说法正确的是________。

A．P点一定为平衡状态点

B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C．其它条件不变，若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

③假设100℃时P、Q均为平衡点，此时反应时间为10分钟，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，则体系中剩余O3的物质的量是________mol；NO的平均反应速率为________；反应Ⅱ在此时的平衡常数为_______________。

（3）用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置（电极均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能：

①M极发生的电极反应式为___________________。

②当外电路通过0.2 mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量_____（填“增大”或“减小”）____克。

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燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H= -574 kJ•mol-1

②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H= -1160 kJ•mol-1

③H2O(g) = H2O(l)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 △H= -44 kJ•mol-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O( l ) 的热化学方程式_____________。

（2）某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：

反应Ⅰ：NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g)　 △H1 = -200.9 kJ•mol-1 　 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1

反应Ⅱ：SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)　 △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1

已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g) 3O2(g)。请回答：

其它条件不变，每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

①由图1可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因_______。

②下列说法正确的是________。

A．P点一定为平衡状态点

B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C．其它条件不变，若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

D．臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2，但后续步骤碱吸收可以有效脱硫

③假设100℃时P、Q均为平衡点，此时反应时间为10分钟，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，则体系中剩余O3的物质的量是________mol；NO的平均反应速率为________；反应Ⅱ在此时的平衡常数为_______________。

（3）用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置（电极均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能：

①M极发生的电极反应式为___________________。

②质子交换膜右侧的溶液在反应后pH________（填“增大”、“减小”、“不变”）。

③当外电路通过0.2 mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量______（填“增大”或“减小”）_______克。

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燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。

(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H= -574 kJ•mol-1

②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H= -1160 kJ•mol-1

③H2O(g) = H2O(l)　　　　　　　 △H= -44 kJ•mol-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

则CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)　 △H=____________ kJ/mol

(2)某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：

反应Ⅰ：NO(g)+ O3(g)=　 NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJ•mol-1 　 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1

反应Ⅱ：SO2(g)+ O3(g) = SO3(g)+O2(g)　　 △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1

已知该体系中臭氧发生分解反应：2O3(g) 3O2(g)。请回答：

其它条件不变，每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol　　 NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3，改变温度，反应相同 时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：

①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因___________________。

②下列说法正确的是________________。

A．P点一定为平衡状态点

B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C．其它条件不变，若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

③假设100℃时P、Q均为平衡点，此时反应时间为10分钟，发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%，NO的平均反应速率为_____________；反应Ⅱ在此时的平衡常数为______________。

(3)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能：

①M极发生的电极反应式为_____________________________。

②当外电路通过0.2 mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量__________(填“增大”或“减小”)、_________克。

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燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:

①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-574 kJ•mol-1

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-1160 kJ•mol-1

③H2O(g)=H2O(l)   △H=-44 kJ•mol-1

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l) 的热化学方程式______________。

（2）某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:

反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g)  △H1 = -200.9 kJ•mol-1   Ea1 = 3.2 kJ•mol-1

反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)  △H2 = -241.6 kJ•mol-1   Ea2 = 58 kJ•mol-1

已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g) 3O2(g)。请回答:

其它条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:

①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因_______。

②下列说法正确的是 ____________ 。

A P点一定为平衡状态点

B 温度高于200℃后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C 其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

③假设100℃时P、Q均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是_______mol;NO的平均反应速率为_______;反应Ⅱ在此时的平衡常数为______ 。

（3）用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:

①M极发生的电极反应式为 ____________。

②当外电路通过0.2 mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量_______(填“增大”或“减小”)_______克。

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燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一，雾疆天气肆虐给人类健康带来了严重影响，化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。

(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

己知：

CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=-867 kJ·mol-1

2NO2(g) N2O4(g)　　　 △H=-56.9kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l)　　 △H=-44.0kJ·mol-1

①写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式________________。

②反应CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)在恒温恒容容器中达到平衡，下列叙述不能作为判断该反应达到平衡状态标志的是___________。

A.容器中的压强不变　　　　 B.混合气体的密度不变

C.2v正(NO2)= v 逆(N2)　　　　 D.c(CH4)= c(N2)

(2)CO、CO2 是火力发电厂及汽车尾气的主要成分，为减少对环境造成的影响，采用以下方法将其资源化利用。

①以CO 为电极燃料，以熔融K2CO3为电解质，和O2组成燃料电池。请写出该电池的负极电极反应式_____________________。

②在铝矾土作催化剂、773K条件下，3molCO与1.5molSO2反应生成3molCO2和0.75mol硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，写出该反应的化学方程式_______________。

③在汽车的排气管上增加一个补燃器，并不断补充O2使其浓度保持为4.0×10-4mol·L-1，发生反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)。某温度下测得汽车尾气中CO、CO2 气体的浓度分别为2.0×10-6 mol·L-1、4.0×10-4 mol·L-1，则该条件下反应的平衡常数K=___________。

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（加试题）烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染，国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。

(1)脱硫总反应：SO2(g)＋CO(NH2)2(aq)＋2H2O(l)＋1/2O2(g)＝(NH2)SO4(aq)＋CO2(g)，已知该反应能自发进行，则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。

(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图)，则产生O3的电极反应式为______。

(3)室温下，往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO，通入O3充分混合。反应相同时间后，各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。

① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少，原因是____。

② 臭氧量对反应SO2(g)＋O3(g)＝SO3(g)＋O2(g)的影响不大，试用过渡态理论解释可能原因__。

(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示，下列说法正确的是____。

A. 烟气在尿素溶液中的反应：v(脱硫)＜v(脱硝)

B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响

C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除

D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳

(5)尿素的制备：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　 ΔH＜0。一定条件下，往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。

① 该反应10 min 后达到平衡，测得容器中气体密度为4.8 g·L－1，平衡常数K=__。

② 上图是该条件下，系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势，当反应时间达到3min 时，迅速将体系升温，请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。

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