Question

【題目】C、N、S 的氧化物常會造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環(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)。當溶液 pH 約為 6 時，吸收 SO2 的能力顯著下降，應更換吸收劑，此時溶液中 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，測得溶液 pH 與各組分物質的量分數(shù)的變化關系如圖: b 點時溶液 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，其反應原理4NH3+6NO5N2+6H2O。不同溫度條件下，n(NH3):n(NO)的物質的量之比分別為 4:1、3:1、1:3 時，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 點到 B 點經過0.8s，該時間段內 NO 的脫除速率為_____mg·m-3·s-1。

②曲線 b 對應 NH3 與 NO 的物質的量之比是_____。

(4)間接電化學法除 NO。其原理如圖所示：寫出陰極的電極反應式(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)反應方程式的量的關系計算可得；

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

（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，再計算脫除速率；

②NH3與NO的物質的量的比值越大，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，結合酸性環(huán)境書寫；陰極產物吸收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：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，反應方程式SO2+Na2SO3+2H2O=2NaHSO3，溶液中反應的亞硫酸根離子和生成亞硫酸氫根離子的物質的量比為1：2，即溶液中參加反應的亞硫酸根為(1.00.2)mol/L，則生成c()=2×(1.00.2)mol/L=1.6mol/L，

故答案為：減��；1.6mol/L；

②b點時溶液pH=7，此時溶液中的溶質是(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點時，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點的脫除率為55%，B點的脫除率為75%，從A點到B點經過0.8s，該時間段內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的物質的量的比值越大，NO的脫除率越大，則物質的量之比分別為4：1，3：1，1：3時，對應的曲線為a，b，c，即曲線b對應的物質的量之比是3：1，

故答案為：3：1；

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

故答案為：；。