Question

．（17分）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)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝-241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)      ΔH₂＝－110.5 kJ·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)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．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10 mol CO与20 mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

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)_总：n(N)_总=　　 　　　。
②若M、N、Q三点的平衡常数K_M、K_N、K_Q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NO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NO的原理如图所示，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          。

Answer 1

31．（17分）
（1）（4分）① C(s)+H₂O(g)＝ CO(g) +H₂(g)   ΔH＝+131.3kJ·mol^－1（2分）
② a  c（2分，错1个0分）
（2）（5分）① 5：4（2分）    ②K_M=K_N>K_Q（3分。关系式正确1个给2分，全对3分）
（3）（8分）①2 NO₃^－+5H₂催化剂N₂+2OH^－+4H₂O（3分，化学式、系数、条件各1分）
②a（2分）    2 NO₃^－+12 H⁺+10e^－=N₂↑+6H₂O（3分。化学式、系数、条件各1分。阳极反应为：4OH^-—4e-=O₂↑+2H₂O或10H₂O-20e^-=20H⁺+5O₂↑。）

试题分析： （1）①根据盖斯定律，所求反应的热化学方程式可由已知方程式2-1得，因此焦炭与水蒸气的反应方程式为C(s)+H₂O(g)＝ CO(g) +H₂(g)   ΔH＝+131.3kJ·mol。
②洗涤含SO2的烟气是为了减少空气中SO2的排放，所以洗涤剂必须满足能够和SO2反应，所以选项中能够和SO2反应的试剂有Ca(OH)₂ 、Na₂CO₃ ，所以选ac。
（2） ①图中M、N两点平衡状态下，相应的转化率为70%、50%，因此根据反应情况计算
CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)
初始（mol）：10      20          0
转化（mol）：7      14           7
5      10           5
平衡（mol）：3       6           7
5       10          5
n(M)_总：n(N)_总=（3+6+7）：（5+10+5）=16:20=4:5
②平衡常数与温度有关，于压强无关，因此M、N2点的温度相同，平衡常数也相等，但是随着温度升高，由于正向CO的转化率下降，因此平衡逆向移动，平衡常数减小，因此有K_M=K_N>K_Q 。
（3）①题中已经说的比较清楚，反应由H₂将NO还原为N₂，且碱性增强，说明该反应是氧化还原反应，有OH-生成，根据氧化还原反应缺项配平，先把发生化合价变化的物质配平，然后原子守恒补上H2O，在电荷守恒配平得2 NO₃^－+5H₂催化剂N₂+2OH^－+4H₂O。
②根据图中所示讲解的硝酸根被还原为了N2逸出，因此右边发生了还原反应，是阴极，b极为电源的负极，而a极是电源正极。根据总反应式，阴极发生的NO₃^-的还原反应为2 NO₃^－+12 H⁺+10e^－=N₂↑+6H₂O