Question

【题目】“一带一路”将为中国化工企业开辟新的国际市场，其中，能源、资源整合和环境治理是保驾护航的基础．
（1）下面是不同过程的热化学方程式，请写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 已知：Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H1=﹣25kJmol﹣1①
3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=﹣47kJmol﹣1②
Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）△H3=+19kJmol﹣1③
（2）贵金属的冶炼中往往会产生有毒气体，先进技术使用NaBH4为诱导剂，可使Co2+与肼（N2H4）在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体． ①写出该反应的离子方程式： ．
②在纳米钴的催化作用下，肼可以发生分解反应3N2H4（g） N2（g）+4NH3（g）
保持温度不变，向容积固定的容器中充入一定量的肼，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是
a．容器内压强不随时间改变
b．单位时间内生成amol N2的同时，生成4molNH3
c．N2H4和NH3的物质的量之比保持不变的状态
d．混合气体的平均摩尔质量保持不变的状态
若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图1所示，其中曲线b表示的是（物质的化学式）的体积分数随温度的变化情况，为抑制肼的分解，可采取的合理措施有（任写一种）．

（3）大气污染气的主要成分是SO2和NO2 ． 利用图2所示装置（电极均为惰性电极）可以吸收SO2 ， 还可以用阴极排出的溶液吸收NO2 ． ①a极为（填“阴”“阳”） b极的电极反应式为 ．
②简述该装置能吸收SO2的原理： ．

Answer 1

【答案】
（1）FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO2（g）△H=﹣11KJ/mol
（2）2Co2++N2H4+4OH﹣=2Co↓+N2↑+4H2O；acd；NH3；降低反应温度或增加压强等
（3）阳；2HSO3﹣+2H++2e﹣═S2O42﹣+2H2O；SO2在a极发生氧化反应，电极反应式：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣ ， H+通过阳离子交换膜进入b极室
【解析】解：（1）Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g），△H1=﹣25KJ/mol…①， 3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g），△H2=﹣47KJ/mol…②，
Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g），△H3=19KJ/mol…③，
根据盖斯定律将方程式变形（3×①﹣②﹣2×③）÷6得：Fe（s）+CO（g）═Fe（s）+CO2（g），△H= =﹣11KJ/mol．
所以答案是：FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO2（g）△H=﹣11KJ/mol；（2）①依据题意，反应物为Co2+与肼（N2H4）、碱性条件下存在OH﹣ ， 生成物为：钴单质，据此得出Co的化合价降低，故N的化合价升高，只能为0价，即氮气，据此得出还有水生成，氧化还原反应中存在得失电子守恒以及元素守恒，故此反应的离子反应方程式为：2Co2++N2H4+4OH﹣=2Co↓+N2↑+4H2O，
所以答案是：2Co2++N2H4+4OH﹣=2Co↓+N2↑+4H2O；②化学平衡状态，反应的正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析选项，3N2H4（g） N2（g）+4NH3（g）反应是气体体积变化的反应；
a．容器内压强不随时间改变，即各成分含量保持不变，能说明反应达到平衡状态，故a符合；
b．单位时间内生成amol N2的同时，生成4molNH3 ， 都表示的是正反应，故不能说明正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，故b不符合；
c．N2H4和NH3的物质的量之比保持不变，即各成分含量保持不变，故c符合；
d．混合气体的平均摩尔质量保持不变的前提是气体组成不变，故反应到达了平衡，故d符合；
故选acd；曲线b表示的是NH3的体积分数随温度的变化情况；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有降低反应温度或增加压强等；
所以答案是：a c d；NH3；降低反应温度或增加压强等；（3）①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极区发生反应SO2﹣2e﹣+2H2O═SO42﹣+4H+ ， 与电源的正极相连的a为阳极，故a为阳极，b为阴极，阴极的电极反应式为：2HSO3﹣+2H++2e﹣═S2O42﹣+2H2O，
所以答案是：阳；2HSO3﹣+2H++2e﹣═S2O42﹣+2H2O；②该装置吸收SO2的原理是SO2在 a极发生氧化反应，电极反应式：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣ ， H+通过阳离子交换膜进入b 极室，
所以答案是：SO2在 a极发生氧化反应，电极反应式：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣ ， H+通过阳离子交换膜进入b 极室．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态的判断的相关知识点，需要掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等才能正确解答此题．