Question

．（17分）減少污染、保護(hù)環(huán)境是全世界最熱門的課題。
（1）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝-241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)      ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
則焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為                          。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是    （填序號(hào)）：
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）CO在催化劑作用下可以與H₂反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H₂，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。

①M(fèi)、N兩點(diǎn)平衡狀態(tài)下，容器中總物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：n(M)_總：n(N)_總=　　 　　　。
②若M、N、Q三點(diǎn)的平衡常數(shù)K_M、K_N、K_Q的大小關(guān)系為　　   。
（3）催化硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
①催化硝化法中，用H₂將NO還原為N₂，一段時(shí)間后，溶液的堿性
明顯增強(qiáng)。則該反應(yīng)離子方程式為               。
②電化學(xué)降解NO的原理如圖所示，電源正極為    （填“a”或“b”）；
若總反應(yīng)為4NO₃^-+4H⁺通電5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，則陰極反應(yīng)式為          。

Answer 1

31．（17分）
（1）（4分）① C(s)+H₂O(g)＝ CO(g) +H₂(g)   ΔH＝+131.3kJ·mol^－1（2分）
② a  c（2分，錯(cuò)1個(gè)0分）
（2）（5分）① 5：4（2分）    ②K_M=K_N>K_Q（3分。關(guān)系式正確1個(gè)給2分，全對(duì)3分）
（3）（8分）①2 NO₃^－+5H₂催化劑N₂+2OH^－+4H₂O（3分，化學(xué)式、系數(shù)、條件各1分）
②a（2分）    2 NO₃^－+12 H⁺+10e^－=N₂↑+6H₂O（3分�；瘜W(xué)式、系數(shù)、條件各1分。陽極反應(yīng)為：4OH^-—4e-=O₂↑+2H₂O或10H₂O-20e^-=20H⁺+5O₂↑。）

試題分析： （1）①根據(jù)蓋斯定律，所求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可由已知方程式2-1得，因此焦炭與水蒸氣的反應(yīng)方程式為C(s)+H₂O(g)＝ CO(g) +H₂(g)   ΔH＝+131.3kJ·mol。
②洗滌含SO2的煙氣是為了減少空氣中SO2的排放，所以洗滌劑必須滿足能夠和SO2反應(yīng)，所以選項(xiàng)中能夠和SO2反應(yīng)的試劑有Ca(OH)₂ 、Na₂CO₃ ，所以選ac。
（2） ①圖中M、N兩點(diǎn)平衡狀態(tài)下，相應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為70%、50%，因此根據(jù)反應(yīng)情況計(jì)算
CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)
初始（mol）：10      20          0
轉(zhuǎn)化（mol）：7      14           7
5      10           5
平衡（mol）：3       6           7
5       10          5
n(M)_總：n(N)_總=（3+6+7）：（5+10+5）=16:20=4:5
②平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，于壓強(qiáng)無關(guān)，因此M、N2點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)也相等，但是隨著溫度升高，由于正向CO的轉(zhuǎn)化率下降，因此平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，因此有K_M=K_N>K_Q 。
（3）①題中已經(jīng)說的比較清楚，反應(yīng)由H₂將NO還原為N₂，且堿性增強(qiáng)，說明該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，有OH-生成，根據(jù)氧化還原反應(yīng)缺項(xiàng)配平，先把發(fā)生化合價(jià)變化的物質(zhì)配平，然后原子守恒補(bǔ)上H2O，在電荷守恒配平得2 NO₃^－+5H₂催化劑N₂+2OH^－+4H₂O。
②根據(jù)圖中所示講解的硝酸根被還原為了N2逸出，因此右邊發(fā)生了還原反應(yīng)，是陰極，b極為電源的負(fù)極，而a極是電源正極。根據(jù)總反應(yīng)式，陰極發(fā)生的NO₃^-的還原反應(yīng)為2 NO₃^－+12 H⁺+10e^－=N₂↑+6H₂O