Question

【題目】環(huán)境治理依然是當(dāng)今的熱點(diǎn)問(wèn)題。研究相關(guān)問(wèn)題具有重要意義�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：

①2NO(g)N2O2(g) 快 ΔH1<0

②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) 慢 ΔH2<0

反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的H=__(用含H1和H2的式子表示)。反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小關(guān)系為E1__E2(填“>”、“<”或“=”)。

（2）工業(yè)上常利用CH4來(lái)吸收CO2生成CO和H2，再用H2和CO合成甲醇。如在恒容密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為1.0mol·L-1的CH4與CO2，在一定條件下僅發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示：

則：①該反應(yīng)的ΔH___(填“<”“=”或“>”)0。

②壓強(qiáng)p1、p2、p3、p4由大到小的關(guān)系為___。判斷的理由是______。壓強(qiáng)為p4時(shí)，在b點(diǎn)：v(正)___(填“<”“=”或“>”)v(逆)。

③對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)(記作Kp)，當(dāng)p4=0.36MPa，則a點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=___(保留3位有效數(shù)字，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

（3）燃煤煙氣中硫的回收反應(yīng)為2CO(g)＋SO2(g)=2CO2(g)＋S(l)。在其他條件相同、催化劑不同時(shí)，硫的回收反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖2所示。260℃時(shí)，____ (填“La2O3”NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化劑均可能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到很高，不考慮價(jià)格因素，選擇La2O3的主要優(yōu)點(diǎn)是__。

（4）該小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，然后電解該溶液制得了硫酸。原理如圖3，寫(xiě)出開(kāi)始電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式__。

Answer 1

【答案】ΔH1 + ΔH2 ＜ ＞ P4＞P3＞P2＞P1 該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度不變時(shí)，降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大 ＞ 1.64 TiO2 La2O3在相對(duì)較低溫度對(duì)催化效率更高或其他合理表述 HSO3－ + 2e－ + H2O= SO42 + 3H+

【解析】

⑴利用蓋斯定律，將第一個(gè)反應(yīng)與第二個(gè)反應(yīng)相加即得目標(biāo)反應(yīng)；反應(yīng)①快，反應(yīng)②慢，說(shuō)明反應(yīng)②需要克服的化學(xué)能較高。

⑵①根據(jù)圖示，壓強(qiáng)不變時(shí)，升高溫度，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明平衡時(shí)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)升溫時(shí)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度不變時(shí)，降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大；壓強(qiáng)為P4時(shí)，b點(diǎn)為達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行；③由用平衡濃度表示的平衡常數(shù)類推可知，先求出P4時(shí)a點(diǎn)甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，再求各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度，再求出壓強(qiáng)平衡常數(shù)。

⑶由圖2可知，260℃時(shí)，TiO2做催化劑時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率最高，在340℃時(shí)，La2O3催化下SO2的轉(zhuǎn)化率接近90%然后維持在較高水平，同期NiO和TiO2催化下的SO2的轉(zhuǎn)化率較低。

⑷由圖可知，陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)了HSO3－向SO42的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

⑴利用蓋斯定律，將第一個(gè)反應(yīng)與第二個(gè)反應(yīng)相加即得目標(biāo)反應(yīng)，因此H=ΔH1 + ΔH2，反應(yīng)①快，反應(yīng)②慢，說(shuō)明反應(yīng)速率決定于反應(yīng)②，也說(shuō)明反應(yīng)②需要克服的化學(xué)能較高，故E1＜E2；故答案為：ΔH1 + ΔH2；＜。

⑵①根據(jù)圖示，壓強(qiáng)不變時(shí)，升高溫度，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明平衡時(shí)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)升溫時(shí)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)可知，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0；故答案為：＞。

②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度不變時(shí)，降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故P4＞P3＞P2＞P1，壓強(qiáng)為P4時(shí)，b點(diǎn)為達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，故υ(正) ＞υ(逆)；故答案為：P4＞P3＞P2＞P1；該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度不變時(shí)，降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大；＞。

③由用平衡濃度表示的平衡常數(shù)類推可知，用平衡壓強(qiáng)表示的壓強(qiáng)常數(shù)，P4時(shí)a點(diǎn)甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則平衡時(shí)c(CH4) = c(CO2) =0.2 mol·L1，c(CO) = c(H2) =1.6 mol·L1，；故答案為：1.64。

⑶由圖2可知，260℃時(shí)，TiO2做催化劑時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率最高，故TiO2的催化效率最高，隨著溫度升高，SO2的轉(zhuǎn)化率逐漸升高，但增加程度不一樣，在340℃時(shí)，La2O3催化下SO2的轉(zhuǎn)化率接近90%然后維持在較高水平，同期NiO和TiO2催化下的SO2的轉(zhuǎn)化率較低，到420℃時(shí)，NiO催化下SO2的轉(zhuǎn)化率與La2O3相同，此時(shí)TiO2的依然較低，綜上理想的反應(yīng)條件為340℃，選用La2O3做催化劑；故答案為：TiO2；La2O3在相對(duì)較低溫度對(duì)催化效率更高或其他合理表述。

⑷由圖可知，陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)了HSO3－向SO42的轉(zhuǎn)化過(guò)程，其電極反應(yīng)式為HSO3－ + 2e－ + H2O= SO42 + 3H+；故答案為：HSO3－ + 2e－ + H2O= SO42 + 3H+。