Question

14．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）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol．
②洗涤含SO₂的烟气．以下物质可作洗涤剂的是ac（填序号）：
a．Ca（OH）₂      b．CaCl₂c．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10mol CO与20mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．
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=5：4．
②若M、N、Q三点的平衡常数K_M、K_N、K_Q的大小关系为K_M=K_N＞K_Q．
（3）催化硝化法可用于治理水中硝酸盐的污染．催化硝化法中，用H₂将NO${\;}_{3}^{-}$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2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）①利用盖斯定律，通过已知热化学方程式运算得目标热化学方程式；
②依据二氧化硫的性质：是一种酸性氧化物可以和碱反应，二氧化硫溶于水得亚硫酸，酸性强于碳酸，所以可以和碳酸钠溶液反应．
（2）①根据CO转化率计算参加反应的CO的物质的量，再根据方程式计算平衡时混合气体总物质的量变化量，进而计算平衡时混合气体总物质的量，据此解答；
②由图可知，一定压强下，温度越高，K越大；
（3）根据信息：用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强，即生成氢氧根离子，据此书写方程式．

解答 解：（1）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂0 （g）△H=-241.8kJ•mol^-1 ①
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO （g）△H=-110.5kJ•mol^-1②
利用盖斯定律将方程式变形：②-①得 C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，
故答案为：C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol；
②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能够与碱反应：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；二氧化硫水溶液是亚硫酸所以也能够与碳酸钠反应：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑所以可以用氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液做洗涤剂；二氧化硫与氯化钙溶液不反应，且在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化钙和亚硫酸氢钠溶液做洗涤液，故答案为：ac；
（2）①A点CO的转化率为0.5，则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol，则：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）气体物质的量减少
1 2
5mol 10mol
故A点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B点CO的转化率为0.7，则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol，则：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）气体物质的量减少
1 2
7mol 14mol
故B点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，
故答案为：5：4；
②由图可知，一定压强下，温度越高，CO的转化率越低，说明升高稳定平衡向逆反应方向移动，Q的温度高于N点，故平衡常数K_M＞K_Q=K_N，
故C答案为：K_M=K_N＞K_Q；
（3）根据信息：用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强，即生成氢氧根离子，发生的反应为：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O，
故答案为：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O．

点评 本题综合考查盖斯定律的应用、化学平衡图象，涉及化学平衡影响因素及有关计算、电化学和热化学的综合知识，注意知识的归纳和整理是关键，难度不大．