问题 问答题

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题.

(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:

①将煤转化为清洁气体燃料.已知:H2(g)+

1
2
O2(g)═H2O(g)△H1=-241.8kJ•mol-1

C(s)+

1
2
O2(g)═CO(g)△H2=-110.5kJ•mol-1则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为______.

②洗涤含SO2的烟气.以下物质可作洗涤剂的是______(填序号):

a.Ca(OH)2b.CaCl2 c.Na2CO3d.NaHSO3

(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).在密闭容器中充有10molCO与20molH2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示.

①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M):n(N)=______.

②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为______.

(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.

①催化硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强.则该反应离子方程式为______.

②电化学降解NO3-的原理如图2所示,电源正极为______(填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+

通电
.
5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为______.

答案

(1)①H2(g)+

1
2
O2(g)=H20 (g)△H=-241.8kJ•mol-1

C(s)+

1
2
O2(g)=CO (g)△H=-110.5kJ•mol-1

利用盖斯定律将方程式变形:②-①得 C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol,

故答案为:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol;

②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能够与碱反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O;二氧化硫水溶液是亚硫酸所以也能够与碳酸钠反应:SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑所以可以用氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液做洗涤剂;二氧化硫与氯化钙溶液不反应,且在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小,所以不能用氯化钙和亚硫酸氢钠溶液做洗涤液,故答案为:ac;

(2)①A点CO的转化率为0.5,则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol,则:

CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)气体物质的量减少

12

5mol 10mol

故A点平衡时,混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol,

B点CO的转化率为0.7,则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol,则:

CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)气体物质的量减少

12

7mol 14mol

故B点平衡时,混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol

故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n(A):n(B)=20mol:16mol=5:4,

故答案为:5:4;

②由图可知,一定压强下,温度越高,CO的转化率越低,说明升高稳定平衡向逆反应方向移动,B的温度高于C点,故平衡常数KM>KQ=KN

故C答案为:KM=KN>KQ

(3)①根据信息:用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强,即生成氢氧根离子,发生的反应为:2NO3-+5H2

催化剂
.
N2+2OH-+4H2O,

故答案为:2NO3-+5H2

催化剂
.
N2+2OH-+4H2O;

②根据装置图示可以看出,右端电极上发生得电子的还原反应,即为阴极,反应式为:2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O,所以B是负极,A是正极,

故答案为:a;2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O.

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