Question

已知CO₂、SO₂、NO_x是對環境影響較大的氣體，請你運用所學知識參與環境治理，使我們周圍的空氣更好．
（1）硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃，反應混合體系中SO₃的百分含量和溫度的關系如圖1所示（曲線上
點均為平衡狀態）．由圖可知：
①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的△H

 

0（填“＞”或“＜”），若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡

 

移動（填“向左”、“向右”或“不移動”）；
②若溫度為T₁時，反應進行到狀態D時，v_（正）

 

v_（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）；
③硫酸廠的SO₂尾氣用過量的氨水吸收，對SO₂可進行回收及重新利用，反應的化學方程式為

 

、

 

；
④新型氨法煙氣脫硫技術是采用氨水吸收煙氣中的SO₂，再用一定量的磷酸與上述吸收產物反應．其優點除了能回收利用SO₂外，還能得到一種復合肥料，該復合肥料可能的化學式為：

 

（只要求寫一種）；
（2）汽車尾氣（含有烴類、CO、NO_x等物質）是城市空氣的污染源．治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）．其前半部反應方程式為：2CO+2NO 

催化劑

2CO₂+N₂．它的優點是

 

；
（3）有人設想用圖2所示裝置，運用電化學原理將CO₂、SO₂轉化為重要化工原料．
①若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則正極電極反應式為

 

；
②若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄．科研人員希望每分鐘從C處獲得100mL 10mol/L H₂SO₄，則A處通入煙氣（SO₂的體積分數為1%）的速率為

 

L/min（標準狀況）．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）①根據圖象可知溫度越高，混合體系中SO₃的百分含量越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行分析；根據恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，體積應增大，等效為降低壓強判斷移動方向；
②D狀態未達到平衡狀態，反應需要向三氧化硫含量增大的分方向進行；
③反應方程式為：SO₂+H₂O+2NH₃=（NH₄）₂SO₃ （NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
④氨氣是堿性氣體，可以和酸反應生成鹽；
（2）依據反應產物為無毒氣體分析；
（3）①燃料電池的工作原理，正極上是氧氣發生得電子得還原反應；
②根據電極反應：SO₂+O₂+H₂O=H₂SO₄進行計算即可．

解答： 解：（1）①由圖可知，溫度越高，混合體系中SO₃的百分含量越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，即向左移動，升高溫度向吸熱反應方向移動，即該反應正反應為放熱反應；
恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，體積應增大，反應混合物各組分的濃度降低，等效為降低壓強，壓強降低平衡向體積增大方向移動，即向逆方向移動．
故答案為：＜；向左；
②由于D狀態未達平衡，混合體系中SO₃的百分含量小于平衡時的，反應向正反應進行，所以v_正＞v_逆，
故答案為：＞；
③硫酸廠的SO₂尾氣用過量的氨水吸收，對SO₂可進行回收及重新利用，反應的化學方程式為；SO₂+H₂O+2NH₃=（NH₄）₂SO₃、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案為：SO₂+H₂O+2NH₃=（NH₄）₂SO₃；（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
④氨氣是堿性氣體，可以和磷酸反應生成鹽，產生的鹽隨著酸的磷酸的量的多少而不同，可以產生磷酸銨，磷酸氫銨或是磷酸二氫銨；
故答案為：（NH₄）₃PO₄（或（NH₄）₂HPO₄或NH₄H₂PO₄）；
（2）汽車尾氣（含有烴類、CO、NO_x等物質）是城市空氣的污染源．治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）．其前半部反應方程式為：2CO+2NO 

催化劑

2CO₂+N₂．它的優點是使CO與NO反應，生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體；
故答案為：使CO與NO反應，生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體；
（3）①燃料電池的工作時，正極上是CO₂發生得電子得還原反應，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，故答案為：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
②若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄時，根據電極反應：SO₂+O₂+H₂O=H₂SO₄，每分鐘從C處獲得100mL10mol/LH₂SO₄，
即1mol，則需要二氧化硫的物質的量為1mol，所以A處通入煙氣（SO₂的體積分數為1%）的物質的量為100mol，體積為：100mol×22.4L/mol=2240L．
故答案為：2240．

點評：本題考查了化學平衡影響因素分析，尾氣處理方法，原電池原理的應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．