12.
空氣中的污染物主要來源為燃煤、機動車尾氣等.因此,CO、SO
2、NO
x等進行研究具有重要意義.請回答下列問題:
(1)有人設想,用硫SO
2-碘循環(huán)分解水制氫,主要涉及下列反應:
ⅠSO
2+2H
2O+I
2=H
2SO
4+2HI
Ⅱ2HI(g)?H
2(g)+I
2(g)
Ⅲ2H
2SO
4 (l )?2SO
2(g)+O
2(g)+2H
2O(g)
①一定溫度下,向2L密閉容器中加入1molHI(g),發(fā)生反應Ⅱ,H
2物質的量隨時間的變化如圖所示.
0-2min內的平均反應速率v(HI)=0.05mol/(L•min),
相同溫度下,若向2L密閉容器中開始加入的HI(g)物質的量是原來的2倍,則AB是原來的2倍.(填字母編號)
A.平衡時I
2的物質的量 B.HI的平衡濃度
C.達到平衡的時間 D.平衡時H
2的體積分數
②反應Ⅲ平衡常數表達式為K=c
2(SO
2).c(O
2).c
2(H
2O),能說明該反應恒容下達到平衡的標志是BC(填字母)
A. 2v正(SO
2)=v逆(O
2) B.密閉容器中總壓強不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氧氣的體積分數不變
③在CuCl
2熱溶液中通入SO
2氣體可制備CuCl沉淀,寫出該反應的離子方程式2Cu
2++2Cl
-+SO
2+2H
2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H
++SO
42-(2)為減少CO、SO
2污染的排放,常采取的措施有:
①將煤轉化為清潔氣體燃料.
已知:H
2(g)+$\frac{1}{2}$O
2═H
2O(g)△H=-241.8kJ•mol
-1C(s)+$\frac{1}{2}$O
2═CO(g)△H=-110.5kJ•mol
-1寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:C(s)+H
2O(g)═CO(g)+H
2(g);△H=+131.3kJ/mol.
②在含硫燃料中加入石灰石,燃煤生成的SO
2即可轉化為CaSO
4.化學方程式為2SO
2+2CaCO
3+O
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO
4+2CO
2.
(3)汽車尾氣中NO
x和CO的生成及轉化
①燃油不完全燃燒時產生CO,有人設想按下列反應除去:2CO(g)=2C(s)+O
2(g)
已知該反應的△H>0,簡述該設想不能實現的依據:該反應是焓增熵減的反應,所以在任何溫度下都不自發(fā).
②已知汽缸中生成NO的反應為:N
2(g)+O
2(g)?2NO(g)△H>0
若1mol空氣含0.8molN
2和0.2molO
2,1300℃時在密閉容器內反應達到平衡,測得NO為8×10
-4mol.計算該溫度下的平衡常數K=4×10
-6.
③目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染,其化學反應方程式為2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO
2+N
2.