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.

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  • 解题思路:(1)通过图a求出 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)反应的热化学方程式,然后利用盖斯定律将几个已知的热化学方程式进行运算即可求出2NO(g)+CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的热化学方程式;

    (2)①通过表中数据可知,反应进行到20-30分钟时达到平衡状态,则K=

    [C

    O

    2

    ][

    N

    2

    ]

    [NO

    ]

    2

    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

    (3)温度-压强-转化率图象定一议二,做一条等压线,比较不同温度下CO平衡转化率大小判断改变温度平衡移动的方向;

    (4)SO2转化为SO42-该过程为氧气氧化二价铁离子到三价铁离子,然后用三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根;

    (5)SO2-O2-H2SO4形成燃料电池,通O2的电极为正极发生还原反应,同SO2的电极为负极发生氧化反应,书写电极反应式按照先总后分的顺序,先写出总的原电池方程式,然后写出正极的电极反应式,用总方程式减去正极反应式就是负极的电极反应式;

    (6)根据溶度积规则可知要想产生沉淀则需要满足Qc>Ksp.

    (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.

    点评:

    本题考点: 用盖斯定律进行有关反应热的计算;氧化还原反应;化学电源新型电池;化学平衡常数的含义;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

    考点点评: 本题考查了盖斯定律求反应热、化学平衡常数及化学平衡移动的影响因素、原电池电极反应式的书写、氧化还原反应、溶度积规则等,题目难度中等.