Question

【題目】C、N、S 的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。

(1)CO2 的重整用 CO2 和 H2 為原料可得到 CH4 燃料。

已知: ①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247kJ/mol

②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205kJ/mol

寫出 CO2 重整的熱化學(xué)方程式：_____。

(2) “亞碳酸鹽法”吸收煙中的 SO2

①將煙氣通入 1.0mol/L 的 Na2SO3 溶液，若此過程中溶液體積不變，則溶液的 pH 不斷_____(填“減小”“不變” 或“增大)。當(dāng)溶液 pH 約為 6 時(shí)，吸收 SO2 的能力顯著下降，應(yīng)更換吸收劑，此時(shí)溶液中 c(SO32-) =0.2mol/L， 則溶液中 c(HSO3-) =_____。

②室溫條件下，將煙氣通入(NH4)2SO3 溶液中，測(cè)得溶液 pH 與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖: b 點(diǎn)時(shí)溶液 pH=7，則 n(NH4+)：n(HSO3—)= ______________ 。

(3)催化氧化法去除 NO。一定條件下，用 NH3 消除 NO 污染，其反應(yīng)原理4NH3+6NO5N2+6H2O。不同溫度條件下，n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為 4:1、3:1、1:3 時(shí)，得到 NO 脫除率曲線如圖所示：

①曲線 a 中，NO 的起始濃度為6×10-4mg·m-3，從 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該時(shí)間段內(nèi) NO 的脫除速率為_____mg·m-3·s-1。

②曲線 b 對(duì)應(yīng) NH3 與 NO 的物質(zhì)的量之比是_____。

(4)間接電化學(xué)法除 NO。其原理如圖所示：寫出陰極的電極反應(yīng)式(陰極室溶液呈酸性)_____。吸收池中除去 NO 的原理_____(用離子方程式表示)。

Answer 1

【答案】CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=163kJ/mo1 減小 1.6mol/L 3:1 1.5×104 3:1

【解析】

（1）已知：①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247k/mol，

②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205k/mol，

根據(jù)蓋斯定律，①-②×2得：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，據(jù)此計(jì)算△H；

（2）①二氧化硫通入亞硫酸鈉溶液生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉顯酸性，據(jù)此分析；根據(jù)反應(yīng)方程式的量的關(guān)系計(jì)算可得；

②先判斷溶質(zhì)，寫出電荷守恒式，在利用pH=7時(shí)，c(H+)=c(OH-)找出其他離子的等量關(guān)系，結(jié)合圖示進(jìn)行等量刪減或替換，最后得出結(jié)果；

（3）①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mgm-3，根據(jù)圖象得到A、B處的NO脫除率，可得兩處的NO的濃度，再計(jì)算脫除速率；

②NH3與NO的物質(zhì)的量的比值越大，NO的脫除率越大，據(jù)此分析；

（4）陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合酸性環(huán)境書寫；陰極產(chǎn)物吸收NO。

（1）已知：①CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247k/mol，

②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205k/mol，

根據(jù)蓋斯定律，由①②×2得反應(yīng)：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=△H12△H2=163kJ/mo1，

故答案為：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=163kJ/mo1；

（2）①將煙氣通入1.0mol/L的Na2SO3溶液，二氧化硫與亞硫酸鈉和水反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉以電離為主，顯酸性，故溶液pH不斷減�。幌騺喠蛩徕c溶液中通入二氧化硫生成亞硫酸氫鈉，反應(yīng)方程式SO2+Na2SO3+2H2O=2NaHSO3，溶液中反應(yīng)的亞硫酸根離子和生成亞硫酸氫根離子的物質(zhì)的量比為1：2，即溶液中參加反應(yīng)的亞硫酸根為(1.00.2)mol/L，則生成c()=2×(1.00.2)mol/L=1.6mol/L，

故答案為：減小；1.6mol/L；

②b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是(NH4)2SO3和NH4HSO3，根據(jù)電荷守恒：c()+c(H+)=c(OH)+c()+2c()，因pH=7，故c(H+)=c(OH)，則c()=c()+2c()，由圖可讀出b點(diǎn)時(shí)，c()=c()，則c()=3 c()，因在同一體系，n()：n()=3：1，

故答案為：3：1；

（3）①曲線a中，NO的起始濃度為6×104mgm3，A點(diǎn)的脫除率為55%，B點(diǎn)的脫除率為75%，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為6×104mgm3×(0.750.55)÷0.8s=1.5×104mgm3s1，

故答案為：1.5×104；

②NH3與NO的物質(zhì)的量的比值越大，NO的脫除率越大，則物質(zhì)的量之比分別為4：1，3：1，1：3時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲線為a，b，c，即曲線b對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量之比是3：1，

故答案為：3：1；

（4）陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖可知是在酸性條件下發(fā)生還原反應(yīng)，生成，其電極反應(yīng)式為；根據(jù)圖示，吸收池中和NO是反應(yīng)物，N2和是生成物，則吸收池中除去NO的原理是：，

故答案為：；。