20. 石嘴山市打造“山水园林城市”,因此研究NO
x、SO
2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)SO
2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO
2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO
2(g)+NH
3·H
2O(aq)=NH
4HSO
3(aq) ΔH
1=a kJ/mol;
②NH
3·H
2O(aq)+ NH
4HSO
3(aq)=(NH
4)
2SO
3(ag)+H
2O(l) ΔH
2=b kJ/mol;
③2(NH
4)
2SO
3(aq)+O
2(g)=2(NH
4)
2SO
4(aq) ΔH
3=c kJ/mol。
则反应2SO
2(g)+4NH
3·H
2O(aq)+O
2(g)=2(NH
4)
2SO
4(aq)+2H
2O(l)的ΔH=
______kJ/mol。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO
3(s)+2SO
2(g)+O
2(g)
2CaSO
4(s)+2CO
2(g) ΔH =−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO
2的排放。对于该反应,在温度为TK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:
时间/min 浓度/mol·L−1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~10 min内,平均反应速率v(SO
2)=
_____mol/(L·min)。
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.通入一定量的O
2B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积D.加入合适的催化剂
(3)NO
x的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)
N
2(g)+CO
2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为
_______;在1100K时,CO
2的体积分数为
______。
(4)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K
p)。在1050K、1.1×10
6Pa时,该反应的化学平衡常数K
p=
____[已知:气体分压(P
分)=气体总压(P)×体积分数]。
(5)汽车尾气还可利用反应2NO(g)+2CO(g)
N
2(g)+2CO
2(g) ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v
正=k
正·c
2(NO)·c
2(CO),v
逆=k
逆·c(N
2)·c
2(CO
2)(k
正、k
逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k
正增大的倍数
____(填“>
”“<
”或“=
”)k
逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k
正︰k
逆=
_____。