環(huán)境監(jiān)測(cè)顯示,某地市的主要?dú)怏w污染物為SO
2、NO
x、CO等,其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣。進(jìn)行如下研究:
(1)為減少燃煤對(duì)SO
2的排放,可將煤轉(zhuǎn)化為清潔燃料水煤氣(CO和H
2)。
已知:H
2(g)+
O
2(g)═H
2O(g)ΔH=241.8kJ?mol
-1C(s)+
O
2(g)═CO(g)ΔH=-110.5kJmol
-1寫(xiě)出焦炭與1mol水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣的熱化學(xué)方程式:
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+13l.30kJ?mol-1
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+13l.30kJ?mol-1
。
(2)汽車(chē)尾氣中NO是在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中生成的,反應(yīng)為N
2(g)+O
2(g)?2NO(g)ΔH>0。
①將含0.8molN
2和0.2molO
2(近似空氣組成)的混合氣體充入某密閉容器中,保持1300℃反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得生成8×10
-4molNO。計(jì)算該溫度下此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
4×10-6
4×10-6
(填近似計(jì)算結(jié)果)。
②汽車(chē)啟動(dòng)后,汽缸內(nèi)溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,原因是
溫度升高,反應(yīng)速率加快且平衡正向移動(dòng)
溫度升高,反應(yīng)速率加快且平衡正向移動(dòng)
。
(3)利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO
2,并利用陰極排出的溶液吸收NO
2。
①電極A的電極反應(yīng)式為
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
;電極B的電極反應(yīng)式為
2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
。
②堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO
2,使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體,同時(shí)生成SO
32-。該反應(yīng)的離子方程式為
4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O
4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O
。