空气中的污染物主要来源为燃煤、机动车尾气等．因此，CO、SO2、NOx等进行研究具有重要意义．请回答下列问题：（1）有人设想，用硫SO2-碘循环分解水制氢，主要涉及下列反应：ⅠSO2+2H2O+I2

Question

空气中的污染物主要来源为燃煤、机动车尾气等．因此，CO、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义．请回答下列问题：

（1）有人设想，用硫SO₂-碘循环分解水制氢，主要涉及下列反应：
ⅠSO₂+2H₂O+I₂=H₂SO₄+2HI
Ⅱ2HI（g）⇌H₂（g）+I₂（g）
Ⅲ2H₂SO₄ （l ）⇌2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）
①一定温度下，向2L密闭容器中加入1molHI（g），发生反应Ⅱ，H₂物质的量随时间的变化如图所示．
0-2min内的平均反应速率v（HI）=___mol/（L•min），
相同温度下，若向2L密闭容器中开始加入的HI（g）物质的量是原来的2倍，则___是原来的2倍．（填字母编号）
A．平衡时I₂的物质的量        B．HI的平衡浓度
C．达到平衡的时间              D．平衡时H₂的体积分数
②反应Ⅲ平衡常数表达式为___，能说明该反应恒容下达到平衡的标志是___（填字母）
A． 2v正（SO₂）=v逆（O₂）               B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变         D．密闭容器中氧气的体积分数不变
③在CuCl₂热溶液中通入SO₂气体可制备CuCl沉淀，写出该反应的离子方程式___
（2）为减少CO、SO₂污染的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料．
已知：H₂（g）+ (1)/(2)O₂═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
C（s）+ (1)/(2)O₂═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：___．
②在含硫燃料中加入石灰石，燃煤生成的SO₂即可转化为CaSO₄．化学方程式为___．
（3）汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化
①燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去：2CO（g）=2C（s）+O₂（g）
已知该反应的△H>0，简述该设想不能实现的依据：___．
②已知汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）△H>0
若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^-4mol．计算该温度下的平衡常数K=___．
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为___．

Answer 1

（1）①根据图知，达到平衡时n（H₂）=0.1mol，根据方程式知，消耗的n（HI）=2n（H₂）=2×0.1mol=0.2mol，v（HI）=((△n(HI))/(V))/(△t)=((0.2)/(2))/(2)mol/（L．min）=0.05mol/（L．min）； 相同温度下，若向2L密闭容器中开始加入的HI（g）物质的量是原来的2倍，相当于增大压强平衡不移动，则HI的转化率不变，所以平衡时碘物质的量、HI浓度都是原来的2倍，所用时间缩短、氢气体积分数不变，
故答案为：0.05；AB；
②该反应平衡常数表达式为K=c²（SO₂）．c（O₂）．c²（H₂O），
A．当v正（SO₂）=2v逆（O₂） 时反应达到平衡状态，所以 2v正（SO₂）=v逆（O₂）时反应没有达到平衡状态，故错误；              
B．反应前后气体总物质的量增大，所以反应前后压强增大，当密闭容器中总压强不变时，正逆反应速率不变，反应达到平衡状态，故正确；
C．反应前后气体质量增大、容器体积不变，所以反应前后气体密度增大，当密闭容器中混合气体的密度不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；       
 D．无论反应是否达到平衡状态，密闭容器中氧气的体积分数始终不变，不能据此判断平衡状态，故错误；
故答案为：K=c²（SO₂）．c（O₂）．c²（H₂O）；BC；
③氯化铜和二氧化硫发生氧化还原反应生成CuCl和硫酸，离子方程式为2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O(△.)/()2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-，
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O(△.)/()2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（2）①i．H₂（g）+(1)/(2)O₂═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
ii．C（s）+(1)/(2)O₂═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
将方程式ii-i得C （s）+H₂O（g）═CO （g）+H₂ （g），△H=（-110.5kJ•mol^-1）-（-241.8kJ•mol^-1
）=+131.3kJ/mol；
故答案为：C （s）+H₂O（g）═CO （g）+H₂ （g）；△H=+131.3kJ/mol；
②高温条件下，二氧化硫和碳酸钙、氧气反应生成硫酸钙和二氧化碳，反应方程式为2SO₂+2CaCO₃+O₂(高温.)/()2CaSO₄+2CO₂，
故答案为：2SO₂+2CaCO₃+O₂(高温.)/()2CaSO₄+2CO₂；
（3）①反应是焓增、熵减的反应，△G=△H-T△S>0，所以任何温度下都不自发，
故答案为：该反应是焓增熵减的反应，所以在任何温度下都不自发；
②设容器体积为1L，
             N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）
开始（mol/L）0.8     0.2              0
反应（mol/L）4×10^-4 4×10^-4 8×10^-4
平衡（mol/L）0.8-4×10^-4 0.2-4×10^-48×10^-4
K=((8×10-4)2)/((0.8-4×10-4)．(0.2-4×10-4))=4×10^-6，
故答案为：4×10^-6；
③在催化剂条件下，CO和NO反应生成二氧化碳和氮气，反应方程式为2CO+2NO(催化剂.)/()2CO₂+N₂，
故答案为：2CO+2NO(催化剂.)/()2CO₂+N₂．