Question

【題目】CO、NO、NO2、SO2等有毒氣體會危害人體健康，破壞環(huán)境，對其進行無害處理研究一直是科技界關(guān)注的重點。請回答以下問題：

（1）汽車尾氣中的CO、NO、NO2等有毒氣體會危害人體健康，可在汽車尾部加催化轉(zhuǎn)化器，將有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體。

已知：①2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-112.3kJ·mol-1

②NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g) ΔH2=-234kJ·mol-1

③N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH3=＋179.5kJ·mol-1

請寫出CO和NO2生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式__。

（2）若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol-1，若反應(yīng)達到平衡時，所得的混合氣體中含N2的體積分?jǐn)?shù)隨的變化曲線如圖1。

①a、b、c、d四點的平衡常數(shù)從大到小的順序為__。

②若=0.8，反應(yīng)達平衡時，N2的體積分?jǐn)?shù)為20%，則NO的轉(zhuǎn)化率為__。

（3）若將NO2與O2通入甲中設(shè)計成如圖2所示裝置，D電極上有紅色物質(zhì)析出，則A電極的電極反應(yīng)式為__，經(jīng)過一段時間后，若乙中需加0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液復(fù)原，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__NA。

（4）常溫下，SO2可以用堿溶液吸收處理。若將SO2通入到NaOH溶液中，充分反應(yīng)后得到amol·L-1的NaHSO3溶液，該溶液的pH=5，則該溶液中c(SO32-)___c(H2SO3)（填“>”、“=”或“＜”），HSO3-的電離常數(shù)約為___（用含a的式子表示）。

Answer 1

【答案】4CO(g)＋2NO2(g)=4CO2(g)＋N2(g) ΔH=-1227.8kJ·mol-1 a=b=c>d 60% NO2-e-＋H2O=NO3-＋2H+ 0.6 >

【解析】

(1)由CO和NO2生成無污染氣體，則產(chǎn)物為CO2和N2；根據(jù)蓋斯定律進行計算；

(2)①根據(jù)外界條件對平衡移動的影響規(guī)律進行分析，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；

②氣體的體積分?jǐn)?shù)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，根據(jù)三段式列式進行計算，從而求出NO的轉(zhuǎn)化率；

(3)D電極上有紅色物質(zhì)析出，說明在D電極上Cu2+得到電子被還原為Cu，說明D電極為陰極，則A電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此規(guī)律寫出極反應(yīng)方程式；由于加0.1molCu2(OH)2CO3使溶液復(fù)原，相當(dāng)于電解完Cu2+后又電解了H2O，據(jù)此計算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目；

(4)NaHSO3溶液的pH=5，說明的電離大于水解，溶液顯酸性；NaHSO3溶液的濃度為amol·L-1，，pH=5，，根據(jù)進行計算。

(1)由CO和NO2生成無污染氣體，則產(chǎn)物為CO2和N2，方程式為4CO（g）+2NO2（g）=4CO2（g）+N2（g），該反應(yīng)可由①-③+4×②得到，由蓋斯定律可得該反應(yīng)的；

(2)①反應(yīng)2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol-1為放熱反應(yīng)，溫度越高，N2平衡時的體積分?jǐn)?shù)越小，由圖可知T1＞T2，由于正反應(yīng)放熱，溫度越高，平衡向逆向移動，平衡常數(shù)越小，相同溫度下平衡常數(shù)相同，固有a=b=c>d；

②設(shè)起始時NO的物質(zhì)的量為a，則CO的物質(zhì)的量為0.8a，反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為，由題意得

，解得=0.3a，故NO的轉(zhuǎn)化率為；

(3)D電極上有紅色物質(zhì)析出，說明在D電極上Cu2+得到電子被還原為C'u，說明D電極為陰極，則A電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A電極通入NO2，發(fā)生電極反應(yīng)為： NO2-e-＋H2O=NO3-＋2H+，乙中陰極發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽極發(fā)生反應(yīng)：2H2O-4e-=2O2↑+4H+，由于加0.1molCu2(OH)2CO3使溶液復(fù)原，相當(dāng)于電解完Cu2+后又電解了H2O，電解Cu2+轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2×2=0.4NA，電解H2O轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA，共轉(zhuǎn)移電子0.6 NA；

(4)NaHSO3溶液的pH=5，說明 的電離大于水解，故c(SO32-)>c(H2SO3)；的電離平衡為：，NaHSO3溶液的濃度為amol·L-1，，pH=5，，所以。