题目内容

【题目】废气的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题,COSO2NO2是重要的大气污染气体。

1处理后的CO是制取新型能源二甲醚(CH3OCH3)的原料。

已知①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41.0 kJ/mol

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ/mol

CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ΔH3=+23.5 kJ/mol

则反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=________.

2已知973 K,SO: NO2 反应生成SO,NO,将混合气体经冷凝分离出的SO,可用于制备硫酸。

973 K,测得:

NO2(g)NO(g)+ 1/2O2(g) K1=0.018;

SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) K2=20;

则反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)K3=________

973K,向容积为2 L的密闭容器中充人SO2NO2 0.2mol。平衡时SO2的转化率为________

③恒压下,SO2的分压PSO2随温度的变化如图所示:

当温度升高时,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)的化学平衡常数_____(增大减小”)判断理由 _________.

3用纳米铁可去除污水中的NO3-

①纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。研究发现,PH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是___________.

②相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异。

下表中产生差异的原因可能是____;Ⅱ0~20min,NO3-表示的平均反应速率为____mol·L-l·min-1

反应时间/min

0

10

20

30

40

c(NO3-)/10-4 mol/L

8

3.2

1.6

0.8

0.64

c(NO3-)/10-4 mol/L (含少量Cu2+)

8

0.48

0.32

0.32

0.32

4NaOH溶液吸收SO2可得NaHSO3溶液,NaHSO3溶液中各离子浓度的关系下列分析不合理的是___(已知常温下K1(H2SO3)=1.5×10-2,K2(H2SO3)=1.02×10-7)

A.[Na+]+[H+]=[HSO3-]+2[SO32-]+[OH-]

B.[Na+]=[HSO3-]+[SO32-]+[H2SO3]

C.[Na+]>[SO32-]>[HSO3-]>[OH-]>[H+]

D.[H+]+[SO32-]=[OH-]+[H2SO3]

【答案】 203.5 kJmol-1 0.36 37.5% 减小 温度升高时,-lg()减小,则增大,化学平衡向逆向移动,化学平衡常数减小 H+Fe粉反应生成H2 Fe与置换出的Cu构成原电池,加快NO3-的去除速率 3.84×10-5 C D

【解析】(1)根据盖斯定律:×2+ ②×2-③,得到2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=203.5 kJmol-1正确答案203.5 kJmol-1

(2)NO2(g)NO(g)+ 1/2O2(g) K1=0.018,K1=c(NO) c1/2(O2)/ c(NO2),SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) K2=20;K2= c(SO3)/ c(SO2) c1/2(O2),SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)K3= c(SO3) c(NO) / c(NO2) c(SO2);K1×K2= K3所以K3=0.018×20=0.36,正确答案:0.36。

②设SO2的变化浓度为xmol/L,反应开始时 c(SO2)=0.1mol/L, c(NO2)=0.1 mol/L,

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

起始浓度 0.1 0.1 0 0

变化浓度 x x x x

平衡浓度 0.1-x 0.1-x x x

根据973K, K3=0.36= x2/ (0.1-x)2,解之可得:x=3/8,所以平衡时SO2的转化率为3/8÷0.1×100%=37.5%;正确答案:37.5%。

③从图像可以分析出,当温度升高时,-lg()减小,则增大,化学平衡向逆向移动,化学平衡常数减小正确答案减小 温度升高时,-lg()减小,则增大,化学平衡向逆向移动,化学平衡常数减小

(3)①若PH偏低则会发生H+Fe粉反应生成H2等副反应导致NO3-的去除率下降正确答案:H+Fe粉反应生成H2

②观察两种水样的区别可知,水样Ⅱ中含有一定量,而其去除速率明显快于水样Ⅰ,故可推测催化纳米铁粉去除的反应,也可能是析出的与纳米铁粉形成原电池,对反应起到了促进作用0~20minNO3-表示的平均反应速率为(8-0.32)×10-4 /20=3.84×10-5 mol·L-l·min-1;正确答案:Fe与置换出的Cu构成原电池,加快NO3-的去除速率3.84×10-5

(4)[Na+]+[H+]=[HSO3-]+2[SO32-]+[OH-],符合电荷守恒规律A正确;[Na+]=[HSO3-]+[SO32-]+[H2SO3],符合硫原子的量守恒规律,B正确亚硫酸氢钠溶液电离过程大于水解过程溶液显酸性所以[H+] >[OH-],C错误;NaHSO3溶液中的质子守恒为[H+]+ [H2SO3]=[OH-]+[SO32-],D错误正确选项CD

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