Question

【题目】综合处理工业“三废”，有利于保护环境、节约资源。反应 2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g），可减少汽车尾气中污染物的排放，在 2L 密闭容器中发生该反应时，n（CO2）随温度 T 和时间 t 的变化曲线如图所示。

（1）该反应的平衡常数表达式为K=______，若升高温度，平衡常数 K 值______（填“增加”“减小”或“不变”），说明理由______；

（2）在 T2温度下， 0～2s 内的平均反应速率 v（N2）=______；

（3）工业废水的处理方法有很多，使用 Fe2（SO4）3 处理废水，酸性废水中的悬浮物很难沉降除去，结合离子方程式用平衡移动原理解释原因______，干法制备多功能水处理剂高铁酸钠（Na2FeO4）的反应原理为：2FeSO4+6Na2O2→2Na2FeO4+Na2O+2Na2SO4+O2↑，该反应的氧化剂为______；

（4）采用氨碱法生产纯碱会产生大量的副产品______，用化学方程式表示产生副产品的原因______。

Answer 1

【答案】 减小 由图速率变化推断T1＞T2，由平衡时n（CO2）变化推断平衡逆向移动，正向为放热反应，所以温度升高，平衡常数K值减小 0.0125mol/（Ls） Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，废水中的酸（H+）抑制了Fe3+的水解平衡，减少了Fe（OH）3胶体的生成，降低了吸附能力 Na2O2 CaCl2 Ca（OH）2+2NH4Cl=CaCl2+NH3↑+2H2O

【解析】

(1)反应的平衡常数等于生成物浓度幂积与反应物浓度幂积之比；根据速率变化或“先拐先平，数值大”规则可知T1＞T2，由图可知，升高温度，n(CO2)减小；

(2)根据v==计算v(CO2)，再根据反应计量关系计算v(N2)；

(3)Fe2(SO4)3水解的离子反应为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，酸性废水中的H+会导致Fe2(SO4)3不能形成胶体或者胶体非常少；氧化还原反应中氧化剂发生还原反应、元素的化合价降低，据此分析解答；

(4)氨碱法工艺中产生大量CaCl2的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，据此分析解答。

(1)反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)的平衡常数K=，根据速率变化或“先拐先平，数值大”规则可知T1＞T2，由n(CO2)随温度T和时间t的变化曲线图可知，升高温度，n(CO2)减小，即升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，所以平衡常数K值减小，故答案为：；减小；由图速率变化推断T1＞T2，由平衡时n(CO2)变化推断平衡逆向移动，正向为放热反应，所以温度升高，平衡常数K值减小；

(2)由图可知，v(CO2)===0.025mol/(Ls)，反应为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)，则v(N2)=v(CO2)=×0.025mol/(Ls)=0.0125mol/(Ls)，故答案为：0.0125mol/(Ls)；

(3)Fe2(SO4)3中Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，酸性废水中H+抑制了Fe3+的水解平衡，减少了Fe(OH)3胶体的生成，降低了吸附能力，因此不能吸附悬浮物沉降而除去；反应2FeSO4+6Na2O2→2Na2FeO4+Na2O+2Na2SO4+O2↑中，Fe的化合价由+2→+6，发生氧化反应，即FeSO4为还原剂，Na2O2中O的化合价-1→-2或0，所以Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，故答案为：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，废水中的酸(H+)抑制了Fe3+的水解平衡，减少了Fe(OH)3胶体的生成，降低了吸附能力；Na2O2；

(4)氨碱法工艺中，为提高氨气的利用率，常在母液中加入生石灰CaO，反应为CaO+H2O=Ca(OH)2，加热条件下Ca(OH)2和NH4Cl反应生成氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，同时得到大量副产品CaCl2，故答案为：CaCl2；2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。