Question

17．研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）NO₂可用水吸收，相應的化學反應方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．利用反應6NO₂+8NH₃$?_{△}^{催化劑}$7N₂+12H₂O也可處理NO₂．當轉移0.4mol電子時，消耗的NO₂在標準狀況下的體積是2.24L．
（2）SO₂可用足量的NaOH溶液吸收，該反應的離子方程式為2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O；若繼續(xù)通入SO₂，當n （SO₂）：n（NaOH）=1：1時所得溶液呈酸性，下列關系正確的是a （填字母編號）．
a．c（Na⁺）＞c（HSO₃ ^-）＞c（SO₃^2-）
b．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（OH^-）
c．c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）
SO₂也可用O₂氧化生成SO₃
已知：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol；
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol；
則反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196 kJ/mol．
（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示．
①該反應△H＜0（填“＞”或“＜”）．
②若容器容積不變，下列措施可提高CO轉化率的是b．
a．升高溫度                       
b．將CH₃OH（g）從體系中分離
c．充入氦氣，使體系總壓強增大     
d．再充入一定量的 CO氣體．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，根據化合價的變化結合方程式計算；
（2）二氧化硫為酸性氧化物，溶于堿生成鹽；亞硫酸氫鈉溶液中存在水的電離、亞硫酸氫根離子的電離和水解平衡；c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），說明HSO₃^-的電離程度大于水解程度；依據蓋斯定律計算反應熱；
（3）從橫坐標上一點，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率，溫度越低轉化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動，據此解答即可．

解答 解：（1）二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，化學反應方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，反應6NO₂+8NH₃$?_{△}^{催化劑}$7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO₂參加反應，轉移24mol電子，所以當轉移0.4mol電子時，消耗NO₂0.1mol，體積為2.24L，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；2.24
（2）二氧化硫為酸性氧化物，溶于足量氫氧化鈉生成亞硫酸鈉，離子反應方程式為：2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O，
當n （SO₂）：n（NaOH）=1：1時，發(fā)生反應：OH^-+SO₂=HSO₃^-，亞硫酸氫鈉溶液中存在水的電離、亞硫酸氫根離子的電離和水解平衡，方程式為：H₂O?H⁺+OH^-、HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，由于溶液呈酸性，故HSO₃^-的電離程度大于水解程度，則c（HSO₃ ^-）＞c（SO₃^2-），故a正確；
任何溶液中均存在電中性原則：故：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（OH^-），故b錯誤；
由物料守恒得出：c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（H₂SO₃），故c錯誤；
NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol；①
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol；②
①×2+②得：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），故△H=-41.8kJ/mol×2+（-113.0kJ/mol）=-196.6kJ/mol，
故答案為：2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O；a；-196.6；
（3）①從橫坐標上一點0.5處，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率，溫度越高轉化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動，故此反應為放熱反應，故答案為：＜；
②a．此反應為放熱反應，升高溫度，平衡左移，不利于CO轉化，故a錯誤；
b．將CH₃OH（g）從體系中分離，導致甲醇濃度降低，平衡右移，提高了CO的轉化率，故b正確；
c．容器容積不變，充入氦氣，對反應無影響，故c錯誤；
d．再充入一定量的 CO氣體，可以增加氫氣的轉化率，CO本身轉化率減小，故d錯誤，
故選b．

點評 本題主要考查的是化學反應方程式書寫、離子反應方程式書寫、平衡移動原理應用、蓋斯定律的有關計算等，綜合性較強，有一定難度．