Question

【题目】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________________________________。

（2）“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入（NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。

请写出a点时n(HSO3-)：n(H2SO3)=_____，b点时溶液pH=7，则n(NH4+)：n(HSO3-)=_____。

（3）催化氧化法去除NO，一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4：l、3：l、1：3时，得到NO脱除率曲线如图三所示：

① 请写出N2的电子式________。

② 曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是______。

③ 曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____mg/(m3·s)。

（4）间接电化学法可除NO。其原理如图四所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性,加入HSO3－，出来S2O42－）:____________________________________。

Answer 1

【答案】CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol1:13:11：31.5×10-42HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O

【解析】

（1）根据图一，恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化，23kJ-3.4kJ=19.6kJ，H=2=-49 kJ/mol ，该反应的热化学方程式：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol，

因此，本题正确答案是：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol；

（2）(NH4)2SO3＋SO2＋H2O=2NH4HSO3，由图二可知：a点时HSO3-和H2SO3物质的量分数相等，所以n(HSO3-)：n(H2SO3)=1：1，
b点时溶液的pH=7，根据电荷守恒可知n(NH4＋ )= n(HSO3-)+2n(SO32-)，又根据图象曲线可知： n(SO32-)= n(HSO3-)，则n(NH4＋ )=3n(HSO3-)，所以n(NH4＋ )：n(HSO3-)=3：1；

因此，本题正确答案是：1:1 ；3:1；

（3）① N2的电子式：；

②n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4：l、3：l、1：3时，NO的含量越来越大，去除率越来越低，曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是1：3，其NO的去除率最低；

③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为=1.5×10-4mg/(m3·s)。

因此，本题正确答案是：；1：3 ；1.5×10-4；

（4）电解池阴极发生还原反应，硫元素化合价降低，由于阴极室溶液呈酸性，所以电极反应式为： 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。

因此，本题正确答案是：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。