题目内容

12．运用化学反应原理消除工业污染，保护生态环境具有非常重要的意义．

（1）采取热还原法，用碳粉可将氮氧化物还原．
已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol-1
②C （s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
则反应C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g）△H=-574.1kJ•mol-1
（2）在催化剂作用下，将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中，发生反应：SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（g）（硫酰氯），并始终保持温度为T，压强为p．起始时气体总体积为10L，tmin时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8L．
①在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示．则v（SO2）=$\frac{0.4n}{t}$  mol/min．
②此温度下，该反应的K=$\frac{80}{9n}$．
③相同条件下，若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器，到达平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2n mol．
（3）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如图1所示：NO2被吸收的离子方程式是2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+．
（4）利用如图2所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2
①阴极的电极反应式为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O．
②在碱性条件下，用阴极排除的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32-生成．该反应的离子方程式为4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O．

分析 （1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol-1
②C （s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
根据盖斯定律：②-①可得C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g），据此计算；
（2）根据三段式：
                      SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（g）
起始（mol）：n            n                  0
转化（mol）：x            x                   x
平衡（mol）：n-x           n-x                x
根据同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比可知，$\frac{2n}{2n-x}$=$\frac{10}{8}$，解得：x=0.4n mol；
①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算；
②根据化学平衡常数概念计算；
③恒温恒压条件下，将0.5n mol SO2与 0.5n mol Cl2充入该容器，与原平衡比值相同，则到达平衡状态时与原平衡等效，到达平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2n mol；
（3）由图可知SO2与氨水混合发生反应产生NH4HSO3，向该溶液中通入NO2气体，与NH4HSO3电离产生的HSO3-发生氧化还原反应，再根据守恒写方程；
（4）①由图可知，b极上HSO3-得电子发生还原反应生成S2O42-，则a电极为正极，b电极为负极，结合电解质溶液书写；
②离子方程式为：4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O．

解答 解：（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol-1
②C （s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
根据盖斯定律：②-①可得C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g），△H=-574.1kJ•mol-1；
故答案为：-574.1；
（2）根据三段式：
                      SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（g）
起始（mol）：n            n                  0
转化（mol）：x            x                   x
平衡（mol）：n-x           n-x                x
根据同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比可知，$\frac{2n}{2n-x}=\frac{10}{8}$，解得：x=0.4n mol，
①v（SO2）=$\frac{0.4nmol}{tmin}$=$\frac{0.4n}{t}$mol/min；
故答案为：$\frac{0.4n}{t}$；
②平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，故此温度下，该反应的化学平衡常数K=$\frac{（0.4n÷8）}{（0.6n÷8）^{2}}$=$\frac{80}{9n}$；
故答案为：$\frac{80}{9n}$；
③由上述计算可知，将n mol SO2与n mol Cl2充入容积可变的密闭容器中，得到SO2Cl2 0.4n mol，恒温恒压条件下，将0.5n mol SO2与 0.5n mol Cl2充入该容器，与原平衡比值相同，则到达平衡状态时与原平衡等效，故将0.5n mol SO2与 0.5n mol Cl2充入该容器，到达平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是0.2n mol；
故答案为：0.2n mol；
（3）SO2与氨水混合发生反应产生NH4HSO3，向该溶液中通入NO2气体，与NH4HSO3电离产生的HSO3-发生氧化还原反应，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式：2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+；
故答案为：2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+；
（4）①由图可知，b极上HSO3-得电子发生还原反应生成S2O42-，则a电极为正极，b电极为负极，阴极的电极反应式为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；
故答案为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；
②阴极排出的溶液中含有S2O42-，在碱性条件下，使NO2转化为无害气体N2，同时自身被氧化为SO32-，则该反应的离子方程式为4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O；
故答案为：4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O．

点评 本题考查了盖斯定律、化学平衡的有关计算和电化学的相关原理，综合性较强，学生要注意掌握基础，灵活解题，审清题目所给信息，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．硫化氢在工业制硫酸、农药、医药及金属精制等方面有广泛的应用，回答下列问题：
（1）已知：2H2S（g）+3O2（g）=2H2O（l）+2SO2（g）△H=akJ/mol
2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H=b kJ/mol
SO3（g）+H2O（l）═H2SO4（l）△H=c kJ/mol
写出由H2S气体一步合成硫酸的热化学方程式H2S（g）+2O2（g）═H2SO4（l）△H=$\frac{a+b+2c}{2}$kJ/mol．
（2）硫化氢气体会污染空气，可用CuSO4溶液除去，写出该离子方程式Cu2++H2S═CuS↓+2H+．除去含Cu2+的废水能（填“能”或“不能”）用FeS作沉淀剂．
[已知Ksp（FeS）=6.3×10-18、Ksp（CuS）=1.3×10-36）]
（3）t℃，在一密闭容器中发生如下反应 2H2S（g）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）△H＜0，在不同时间测得H2S和SO2的浓度如下表所示：
t/min0246810
c（H2S）/mol/L1.000.800.620.480.400.40
c（SO2）/mol/L1.000.900.810.740.700.70
①增大该反应平衡常数的措施有降低温度．
②2～8分钟SO2的平均反应速率为0.033mol/（L•min）或$\frac{1}{30}$mol/（L•min）．
③t℃时，该反应的平衡常数为8.93（L/mol）3或$\frac{1}{0.112}$（L/mol）3．
3．氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途．回答下列问题：
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（2）将磷酸加强热时可发生分子间的脱水生成焦磷酸（H4P2O7）、三聚磷酸（H5P3O10）以至直链多聚磷酸．当直链多聚磷酸分子中P原子数为20时，其化学式是H22P20O61．直链多聚磷酸常用于制取阻燃剂．
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①与同主族元素的氢化物NH3相比，沸点：PH3 ＜NH3（填“＜”或“＞”或“=”）；稳定性：PH3 ＜NH3（填“＜”、“＞”或“=”）； 实验室制取PH3可选用PH4I与碱（填物质类别）反应得到．
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（4）利用葡萄糖与银氨溶液反应在热水瓶胆内壁镀银．查阅资料可知：银氨溶液中存在平衡：Ag+（aq）+2NH3（aq）?Ag（NH3）2+（aq），该反应平衡常数K稳[Ag（NH3）2+]=1.10×107，又已知Ksp[AgCl]=1.45×10-20．计算可逆反应AgCl（s）+2NH3（aq）?Ag（NH3）2+（aq）+Cl-（aq）的化学平衡常数K=1.6×10-3（保留2位有效数字），1L 1mol/L氨水中最多可以溶解AgCl0.04mol（保留2位有效数字）．
（5）在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图所示．a电极为电解池的阳（填“阴”或“阳”）极，其电极反应式为NH4++3F--6e-=NF3+4H+；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是F2．
20．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个V升固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2 （g）+3H2（g）═2NH3（g）
（1）若反应进行到t分钟时，nt（N2）=13mol，nt（NH3）=6mol，计算a=16，反应速率V（H2）=$\frac{9}{Vt}$ mol•L-1•min-1．
（2）下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是③．
①混合气体的压强不变         ②混合气体的密度不变      ③混合气体的平均摩尔质量不变
④容器内N2，H2，NH3的浓度之比为1：3：2    ⑤单位时间内生成n mol NH3，同时生成N2，H2共2n mol
（3）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%．计算平衡时NH3的物质的量n（NH3）=8mol，N2和H2的转化率之比，α（N2）：α（H2）=1：2．（写最简整数比）
7．已知A（g）+B（g）?C（g）+D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：
|温度/℃70090083010001200
平衡常数1.71.11.00.60.4
回答下列问题：
（1）该反应的△H＜0（填“＜”“＞”“=”）；
（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）=0.003mol•L-1•s-1．，则6s时c（A）=0.022 mol•L-1，
n（C）=0.09mol；若反应经一段时间后，达到平衡后，如果这时再向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率α（A）=80%；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为c：
a．压强不随时间改变     b．气体的密度不随时间改变
c．c（A）不随时问改变     d．单位时间里生成c和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C（g）+D（g）?A（g）+B（g）的平衡常数的k=2.5．
17．已知Ksp（BaSO4）=1.1×10-10，若向50.00mL0.009mol•L-1Ba（NO3）2溶液中加入50.00mL 0.010mol•L-1稀硫酸，混合后溶液中c（Ba2+）=2.2×10-7 mol•L-1，pH=2．
4．对“AgCl（s）?Ag+（aq）+Cl-（aq）”的理解正确的是（　　）
①说明AgCl没有完全电离，AgCl是弱电解质
②说明溶解的AgCl已完全电离，是强电解质
③说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行到底
④说明Cl-与Ag+的反应可以完全进行到底．
A．③④B．③C．①③D．②④
1．实验室欲用NaOH固体配制1.0mol/L的NaOH溶液250mL；
（1）配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：
①称量　②计算　③溶解　④摇匀　⑤转移　⑥洗涤  ⑦定容　⑧冷却　⑨摇动
其正确的操作顺序为②①③⑧⑤⑥⑨⑦④．本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250ml容量瓶．
（2）要完成本实验该同学应称出10.0g 
（3）使用容量瓶前必须进行的一步操作是检查是否漏水．
（4）在配制过程中，其他操作都是正确的，下列操作会引起误差偏高的是BC．
A．转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
B．定容时俯视刻度线
C．未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
D．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加水至刻度线．
2．下列电离方程式正确的是（　　）
A．AlCl3═Al3++Cl-B．Ca（OH）2═Ca2++（OH）2-
C．Mg（NO3）2═Mg2++2NO3-D．Na2SO4═Na2++SO42-

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