题目内容
【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不利影响。
（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。如图表示恒压容器中
和
平移转化率达
时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式______________________。
（2）一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入
和
，发生反应
，可用于回收燃烧烟气中的硫。若反应进行到
时达平衡，测得
的体积分数为0.5，则前20min的反应速率
_______
，该温度下反应化学平衡常数K=________。（保留两位小数）
（3）工业上有多种方法用于
的脱除。
① 可用NaClO碱性溶液吸收。为了提高吸收效率，常加入
，反应过程的示意图如图所示，产生的四价镍和氧原子具有极强的氧化能力，因此可加快对的吸收。
a. 的作用是____________________。
b. 过程2的离子方程式___________________________________。
c. Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，原因是_______________。
②“亚硫酸盐法”吸收烟气中的。室温条件下，将烟气通入
溶液中，测得溶液
与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示，
点时溶液pH=7，则
_____________。
（4）用石墨做电极，食盐水做电解液电解烟气脱氮的原理如图1，
被阳极产生的氧化性物质氧化
，尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。电流密度对溶液和对烟气脱硝的影响如图2所示：
图1 图2
① NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-反应的离子方程式__________________。排入空气的尾气，一定含有的气体单质是_________________（填化学式）。
② 溶液的pH对NO去除率存在相关关系的原因是___________________________。
【答案】CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ/mol 0.03 11.25 催化剂 2NiO2+ClO-= Ni2O3+Cl-+2O Ca2+与SO42-结合生成难溶的CaSO4，有利于反应的进行 3:1 3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O H2 次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强
【解析】
（1）根据图示，可知0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时放热23-3.4=19.6kJ，然后按比例计算：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）的△H得出该反应的热化学方程式；
（2）列出三行式，利用已知关系找出转化量和平衡量，代入计算公式计算速率和平衡常数；
（3）①a. 由过程1和过程2的反应可知，Ni2O3的作用是作为催化剂；
b. 根据催化过程的示意图可知，过程2中NiO2和ClO-反应生成Ni2O3、Cl-、O，据此写出离子方程式；
c. Ca2+与SO42-结合生成难溶的CaSO4，有利于反应的进行；
②b点时溶液的pH=7，根据电荷守恒分析解答；
（4）①由图1可知，用石墨做电极，电解食盐水在阳极产生Cl2，将NO氧化为NO3-。电解时阴极产生H2。
②由图2可知，溶液的pH越小，NO的去除率越高。
（1）根据图中数据，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 =
=-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）设进行到
时达平衡，转化的CO的物质的量为2x，则：
2CO(g)+SO2(g)
2CO2(g)+S(s)
起始量（mol） 2 1 0
转化量（mol） 2x x 2x
平衡量（mol） 2-2x 1-x 2x
根据平衡时CO2的体积分数为0.5，有：
=0.5，解得x=0.6，
则前20min的反应速率
=0.03
，
平衡时，CO、SO2和CO2浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L、0.6mol/L，则
平衡常数K=
=
=11.25。
因此，本题正确答案是：0.03；11.25；
（3）①a. 由过程1和过程2的反应可知，Ni2O3的作用是作为催化剂；
b.根据催化过程的示意图可知，过程2中NiO2和ClO-反应生成Ni2O3、Cl-、O，离子方程式为2NiO2+ClO-= Ni2O3+Cl-+2O；
c. Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，是因为Ca2+与SO42-结合生成难溶的CaSO4，有利于反应的进行，
因此，本题正确答案是：催化剂；2NiO2+ClO-= Ni2O3+Cl-+2O；Ca2+与SO42-结合生成难溶的CaSO4，有利于反应的进行；
②b点时溶液的pH=7，根据电荷守恒：n(NH4+)= n(HSO3-)+2n(SO32-)，又根据图可知：n(HSO3-)= n(SO32-)，n(NH4+)：n(SO32-)=（1+2）:1=3:1，
因此，本题正确答案是：3:1；
（4）①由图1可知，用石墨做电极，电解食盐水在阳极产生Cl2，将NO氧化为NO3-，反应的离子方程式3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O。电解时阴极产生H2，故排入空气的尾气，一定含有的气体单质是H2。
因此，本题正确答案是：3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O；H2；
②由图2可知，溶液的pH越小，NO的去除率越高，溶液的pH对NO去除率存在相关关系的原因是次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强。
因此，本题正确答案是：次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强。
【题目】下列选项中的原因或结论与现象不对应的是
选项 | 现象 | 原因或结论 |
A | 在H2O2中加入MnO2，能加速H2O2的分解速率 | MnO2降低了反应所需的活化能 |
B | 将盛有NO2气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深 | 2NO2(g) |
C | 在密闭容器中有反应：A+xB(g) | A为非气体、x＝1 |
D | 向5mL 0.005mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL 0.015mol·L-1 KSCN溶液，溶液呈红色，再滴加几滴1mol·L-1 KSCN溶液，溶液颜色加深 | 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 |
A. A B. B C. C D. D
