题目内容
【题目】环境问题越来越受到人们的重视,“绿水青山就是金山银山”的理念已被人们认同。运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染具有重要意义。回答下列问题:
(1)亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成中的重要试剂,它可由Cl2和NO在通常条件下反应制得,该反应的热化学方程式为______________________。相关化学键的键能如下表所示:
化学键 | Cl—Cl | N≡O(NO气体) | Cl—N | N=O |
键能/(kJ·mol-1) | 243 | 630 | 200 | 607 |
(2)有人设想采用下列方法减少SO2、NO2对环境的污染:用CH4还原SO2,从产物中分离出一种含硫质量分数约为94%的化合物,并用这种化合物来还原NO2。这种含硫化合物和NO2反应的化学方程式为______________________。
(3)用NaOH溶液吸收SO2也是减少大气污染的一种有效方法。25℃时,将一定量的SO2通入到NaOH溶液中,两者完全反应,若溶液中,则该混合溶液的pH=___________(25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,K a2=1.0×10-7)。
【答案】Cl2(g) +2NO(g) = 2NOCl(g) ΔH =-111 kJ·mol-1 4H2S + 2NO2 = 4S↓ + N2+4H2O 6
【解析】
(1)先写出方程式,再利用H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
(2)根据用CH4还原SO2,硫化合价降低,得出产物,再将产物和二氧化氮利用氧化还原反应原理来书写方程式。
(3) 进行计算。
(1)亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成中的重要试剂,它可由Cl2和NO在通常条件下反应制得,该反应的热化学方程式为Cl2(g) +2NO(g) = 2NOCl(g) ΔH = 243 kJ·mol-1 + 630 kJ·mol-1×2 - 200 kJ·mol-1×2 -607 kJ·mol-1×2 = -111 kJ·mol-1,故答案为:Cl2(g) +2NO(g) = 2NOCl(g) ΔH =-111 kJ·mol-1。
(2)有人设想采用下列方法减少SO2、NO2对环境的污染:用CH4还原SO2,硫化合价降低,产物含硫质量分数约为94%的化合物为H2S,H2S和NO2反应的化学方程式为4H2S + 2NO2 = 4S↓ + N2+4H2O,故答案为:4H2S + 2NO2 = 4S↓ + N2+4H2O。
(3)25℃时,将一定量的SO2通入到NaOH溶液中,两者完全反应,若溶液中,c(H+) = 1×10-6mol·L-1,则该混合溶液的pH=6,故答案为:6。
【题目】(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度K1、K2值如下表:
700 ℃ | 900 ℃ | |
K1 | 1.47 | 2.15 |
K2 | 2.38 | 1.67 |
①反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH平衡常数为K,则ΔH=________(用ΔH1和ΔH2表示),K=________(用K1和K2表示)。
②能判断CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是____(填字母)。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为________;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为________ mol·L-1。
②下列措施中能使平衡时增大的是________(填字母)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉