Question

【題目】霧霾天氣給人們的出行及身體造成了極大的危害。研究、、等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）利用鈉堿循環法可脫除煙氣中的。

①在鈉堿循環法中，溶液作為吸收液，可由溶液吸收制得，該反應的離子方程式是____。

②吸收液吸收的過程中，隨變化關系如下表：

		1∶1

由上表判斷，溶液顯______性（填“酸”、“堿”或“中”），用化學平衡原理解釋：______。

③當吸收液的降至約為6時，需送至電解槽再生。再生示意圖如下：

寫出在陽極放電的電極反應式：________________，當陰極室中溶液升至8以上時，吸收液再生并循環利用。

（2）用催化還原可以消除氮氧化物的污染。例如：

若用標準狀況下還原至，整個過程中轉移的電子總數為______（阿伏加德羅常數的值用表示），放出的熱量為______。

（3）工業上合成氨所需氫氣的制備過程中，其中的一步反應為：

一定條件下，將與以體積比為置于密閉容器中發生上述反應，達到平衡時測得與體積比為1∶6，則平衡常數______。

Answer 1

【答案】2OH-+SO2=SO32-+H2O 酸性 HSO3-存在電離平衡HSO3-H++SO32- 和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的電離程度大于水解程度 HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ 1.6NA 173.4

【解析】

(1)①二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，注意弱電解質寫化學式；②根據溶液中亞硫酸氫根離子濃度和亞硫酸根離子濃度的相對大小確定溶液的酸堿性；③陽極上HSO3-失電子發生氧化反應；

(2)利用蓋斯定律計算反應熱；

(3)根據反應前和反應后一氧化碳和水之間的體積比結合反應方程式計算出平衡時各種物質的物質的量濃度，再根據平衡常數公式進行計算。

(1)①酸性氧化物和堿反應生成鹽和水，所以二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，反應的離子方程式為2OH-+SO2=SO32-+H2O，故答案為：2OH-+SO2=SO32-+H2O；

②在亞硫酸氫鈉溶液中主要以HSO3-存在，HSO3-的電離很微弱，所以n(SO32-)∶n(HSO3-)1∶1，根據表格知，當亞硫酸氫根離子的物質的量大于亞硫酸根離子的物質的量時，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性，亞硫酸氫根離子在溶液中既存在水解平衡又存在電離平衡，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性說明HSO3-的電離程度大于水解程度，故答案為：酸性；HSO3-存在電離平衡HSO3-H++SO32- 和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的電離程度大于水解程度；

③根據圖示，陽極上亞硫酸氫根離子失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，電極反應式為：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+，故答案為：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+；

(2)已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol，②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol，利用蓋斯定律將得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=-867kJ/mol；1molCH4反應轉移8mol電子，n(CH4)=＝0.2mol，整個過程中轉移的電子總數為0.2mol×8NA /mol =1.60NA，放出的熱量為0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，故答案為：1.6NA；173.4；

(3)設加入的一氧化碳的物質的量濃度為amol/L，則H2O（g）的物質的量濃度為2amol/L，假設平衡時一氧化碳的物質的量濃度為xmol/L，H2O（g）的物質的量濃度為6xmol/L

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

開始(mol/L) a 2a 0 0

反應(mol/L) a-x 2a-6x a-x a-x

平衡(mol/L) x 6x a-x a-x

則(a-x)∶(2a-6x)=1∶1，解得：x=0.2amol/L，所以平衡時，c(CO)=0.2amol/L，c(H2O)=1.2amol/L，c(H2)=c(CO2)=0.8amol/L，K==，故答案為：。