题目内容

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)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H1=-241.8kJ?mol-1; 
C(s)+
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
 
.
②洗涤含SO2的烟气.以下物质可作洗涤剂的是
 
(填序号):
a.Ca(OH)2      b.CaCl2 c.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1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=
 
.
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为
 
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(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.
①催化硝化法中,用H2将NO3-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
 
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②电化学降解NO3-的原理如图2所示,电源正极为
 
(填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+
 通电 
.
 
5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为
 
.
考点:用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡常数的含义,电解原理
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
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)①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;
②在电解池的阴极上发生得电子的还原反应,据此书写电极反应.越低,说明升高稳定平衡向逆反应方向移动,K只和T有关;
解答: 解:(1)①H2(g)+
1
2
O2(g)=H20 (g)△H=-241.8kJ?mol-1 ①
      C(s)+
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KM>KQ=KN,
故C答案为:KM=KN>KQ;
(3)①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
 催化剂 
.
 
N2+2OH-+4H2O,
故答案为:2NO3-+5H2
 催化剂 
.
 
N2+2OH-+4H2O;
②根据装置图示可以看出,右端电极上发生得电子的还原反应,即为阴极,反应式为:2NO3-+12 H++10e-=N2↑+6H2O,所以B是负极,A是正极,
故答案为:a;2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O.
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.
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