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随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/17 05:19:59
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.

(1)如图a是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图.
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ/mol
2NO (g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.3kJ/mol
则反应:2NO(g)+CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的△H是______.
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g).某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度/mol•L-1
时间/min
NO N2 CO2
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
50 0.032 0.034 0.017
①T1℃时,该反应的平衡常数K=______(保留两位小数).
②30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是______.
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图b所示.该反应△H______0(填“>”或“<”).
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4).已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为______
(5)有学者想以如图c所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料.若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极反应式为______,电池总反应式为______.
(6)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=3.8×10-9.CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为4×10-4mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______.
(1)通过图a可知该反应为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g),该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol 所以该反应的热化学方程式NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol①,
①NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H1=-234kJ/mol
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ/mol
③2NO (g)+O2(g)=2NO2(g)△H3=-112.3kJ/mol
根据盖斯定律①×2+③-②得2NO(g)+CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=2×△H1+△H3-△H2=-760.3KJ/mol,
故答案为:-760.3KJ/mol;
(2)①当20-30分钟时反应达到平衡K=
[CO2][N2]
[NO]2=
0.03×0.03
0.042=0.56,故答案为:0.56;
 ②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2,故答案为:分离出部分CO2
(3)当压强恒定时,温度250度升高到300度CO的平衡转化率降低,说明平衡向逆向移动,所以逆向为吸热反应,正反应为放热反应△<0,故答案为:△<0;
(4)三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根,离子方程式为:2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+,故答案为:2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+
(5)原电池总方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,用总的减去正极的电极反应式得负极电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
故答案为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
(6)由溶度积规则可知,Qc=Ksp达到沉淀溶解平衡,Ksp=Qc=c(Ca2+)c(CO32-)=4×10-4mol/L×c(Ca2+)=3.8×10-9 ,解得c(Ca2+)=9.5×10-6mol/L,
故答案为:9.5×10-6mol/L.
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