Question

【题目】近段时间，全国范围内的雾霾天气严重影响了人们的身体健康，环境问题越来越受到人们的重视。汽车尾气中含有较多的NO和CO，两种气体均会使人体中毒。处理大气中的污染物，打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题

请回答下列问题

(1)一氧化碳、氢气既是重要的能源，也可以催化还原NO等消除污染，还可以在一定条件下制取CH3OH。

已知：①N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+180.5kJ·mol－1；

②2H2(g)+ O 2(g)===2H2O(1) △H=－571.6kJ·mol－1；

③H2O(g)===H2O(1) △H=－44kJ·mol－1。

写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式：______________________。

(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO和20molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，改变条件，测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。则该反应的△H___________0(填“>”或“<”)。若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时平衡常数K=___________，此时容器的体积为___________L。

(3)工业上采用加压条件下，在含冷却装置的吸收塔中，以去离子水为吸收剂吸收NO，得到40%的硝酸。原理如下：

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=－114 kJ/mol

3NO2(g)+H2O(ｌ)2 HNO3(aq)+ NO(g) △H=－69 92 kJ/molo

采用降温操作的两个原因是_________________________________。

(4)利用电解原理也可以处理工厂烟气。如图为工业生产模拟装置。其中A、B为多孔电极(外接电源未画出)，则A为___________极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，电极反应式为______________________。Ⅹ溶液中溶质的成分为___________(填化学式)。

Answer 1

【答案】2H2（g）+2NO（g）=2H2O（g）+N2（g） △H=-664.1 kJmol-1 < 1 2 降低温度平衡正向移动，硝酸高温下易分解 阳极

【解析】

（1）根据盖斯定律书写H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式；(2)根据图像，随温度升高，CO的转化率降低，说明平衡逆向移动；利用“三段式”计算时的平衡常数；根据温度相同时，平衡常数相等计算B点的体积；(3)以去离子水为吸收剂吸收NO得到40%的硝酸的反应放热，硝酸高温下易分解；(4) A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42-，B极NO得电子发生还原反应生成NH4+；根据电解池总反应判断X溶液中的溶质。

（1）已知①N2（g）+O2（g）=2NO（（g）△H=+180.5 kJmol-1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H=-571.6 kJmol-1
③H2O（g）=H2O（1）△H=-44 kJmol-1，
则利用盖斯定律将②-③-①可得2H2（g）+2NO（g）=2H2O（g）+N2（g） △H=-571.6kJ mol-1-（-44 kJmol-1）×2-180.5 kJ mol-1=-664.1 kJmol-1；

（2）(2)根据图像，随温度升高，CO的转化率降低，说明平衡逆向移动，所以△H<0；

当达到平衡状态A时，容器的体积为10L，此时CO的转化率为50%，则
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始（mol/L）：1 2 0
转化（mol/L）：0.5 1 0.5
平衡（mol/L）：0.5 1 0.5
k=1，因A、B反应温度相等，则平衡常数相等，且B点时CO的转化率为80%，
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始（mol）：10 200
转化（mol）：816 8
平衡（mol）：2 4 8
设体积为VL，则有，解得V=2；

(3)以去离子水为吸收剂吸收NO得到40%的硝酸的反应放热，降低温度平衡正向移动，硝酸高温下易分解，所以采用降温操作；

(4)根据图示，A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42-，则A为阳极，电极反应式是。根据总反应 ,X溶液中的溶质是 。