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(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．利用反應(yīng)6NO₂+8NH₃$?_{△}^{催化劑}$7N₂+12H₂O也可處理NO₂．當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，消耗的NO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24L．
（2）SO₂可用足量的NaOH溶液吸收，該反應(yīng)的離子方程式為2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O；若繼續(xù)通入SO₂，當(dāng)n （SO₂）：n（NaOH）=1：1時(shí)所得溶液呈酸性，下列關(guān)系正確的是a （填字母編號(hào)）．
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(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196 kJ/mol．
（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示．
①該反應(yīng)△H＜0（填“＞”或“＜”）．
②若容器容積不變，下列措施可提高CO轉(zhuǎn)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(qiáng)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(jù)化合價(jià)的變化結(jié)合方程式計(jì)算；
（2）二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸�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(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；
（3）從橫坐標(biāo)上一點(diǎn)，畫一條平行于縱坐標(biāo)的虛線，看相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越低轉(zhuǎn)化率越低，說明，升溫時(shí)平衡向逆向移動(dòng)，據(jù)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(xué)反應(yīng)方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，反應(yīng)6NO₂+8NH₃$?_{△}^{催化劑}$7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合價(jià)降低，由+4價(jià)降低到0價(jià)，則6molNO₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移24mol電子，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，消耗NO₂0.1mol，體積為2.24L，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；2.24
（2）二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸�物，溶于足量氫氧化鈉生成亞硫酸鈉，離子反應(yīng)方程式為：2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O，
當(dāng)n （SO₂）：n（NaOH）=1：1時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：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(cuò)誤；
由物料守恒得出：c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（H₂SO₃），故c錯(cuò)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(biāo)上一點(diǎn)0.5處，畫一條平行于縱坐標(biāo)的虛線，看相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越高轉(zhuǎn)化率越低，說明，升溫時(shí)平衡向逆向移動(dòng)，故此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：＜；
②a．此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，不利于CO轉(zhuǎn)化，故a錯(cuò)誤；
b．將CH₃OH（g）從體系中分離，導(dǎo)致甲醇濃度降低，平衡右移，提高了CO的轉(zhuǎn)化率，故b正確；
c．容器容積不變，充入氦氣，對(duì)反應(yīng)無影響，故c錯(cuò)誤；
d．再充入一定量的 CO氣體，可以增加氫氣的轉(zhuǎn)化率，CO本身轉(zhuǎn)化率減小，故d錯(cuò)誤，
故選b．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是化學(xué)反應(yīng)方程式書寫、離子反應(yīng)方程式書寫、平衡移動(dòng)原理應(yīng)用、蓋斯定律的有關(guān)計(jì)算等，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．