题目内容

15．碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题．

（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5的排放．已知如下信息：
I．
II．N2（g）+O2（g） 2NO（g）△H1
2CO（g）+O2（g） 2CO2（g）△H2=-565kJ•mol-1
①△H1=+183kJ•mol-1．
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-748kJ•mol-1；
③一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示．温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，转化率降低；
（2）测定汽车尾气常用的方法有两种．
①方法1：电化学气敏传感器法．其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为CO-2e-+H2O═CO2+2H+
②方法2：氧化还原滴定法．用H2O2溶液吸收尾气，将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度．写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；
（3）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性．相同条件下，同浓度的两种水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3用文字和化学用语解释原因NH4HSO3；HSO3-?H++SO32-，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32-）浓度减小．．

分析 （1）①根据焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和计算；
②依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
③根据温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，再升高温度，平衡发生移动分析；
（2）①该装置是原电池，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，据此书写；
②NO被H2O2溶液氧化成强酸硝酸，双氧水被还原成水，据此书写反应的离子方程式；
（3）根据铵根水解成酸性，抑制亚硫酸氢根的电离比较同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO32-）的浓度；

解答 解：（1）①因为焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，所以△H1=（945+498-2×630）kJ•mol-1=+183kJ•mol-1；故答案为：+183kJ•mol-1；
②a2CO（g）+O2（g）=2CO2（g），△H=-565kJ•mol-1
bN2（g）+O2（g）=2NO（g），△H=+183kJ•mol-1；
依据盖斯定律ab得到NO转化为无毒气体的热化学反应方程式为：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=（-565-183）KJ/mol=-748 kJ•mol-1；
故答案为：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-748 kJ•mol-1；
③当温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，由于该反应是放热反应，再升高温度，平衡向左移动，转化率降低；故答案为：温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，转化率降低；
（2）①该装置是原电池，通入一氧化碳的电极是负极，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO-2e-+H2O═CO2+2H+，故答案为：CO-2e-+H2O═CO2+2H+；
②NO被H2O2溶液氧化成强酸硝酸，双氧水被还原成水，则反应的离子方程式2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；故答案为：2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；
（3）因为HSO3-?H++SO32-，生成亚硫酸根离子，又铵根水解成酸性，抑制亚硫酸氢根的电离，所以NH4HSO3中c（SO32-）浓度减小，故答案为：NH4HSO3；HSO3-?H++SO32-，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32-）浓度减小．

点评 本题考查了热化学方程式书写和盖斯定律计算应用，平衡移动原理的应用以及原电池的原理，掌握基础是关键，题目较简单；

练习册系列答案
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2．某温度下，饱和KCl溶液的密度为1.17g•cm-3，其中KCl的质量分数为25.4%，则该温度下，KCl的溶解度为（　　）
A．46.0 gB．34.0 gC．25.4 gD．21.7 g
6．氮元素可以形成多种氢化物，如NH3、N2H4等．
（1）据报道，2016年中国将发射“天宫二号”空间实验室，并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”交会对接．火箭升空需要高能燃料，通常用肼（N2H4）作燃料，N2O4作氧化剂．
已知：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=+180.7kJ．mol-1
2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ．mol-1
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ．mol-1
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-52.7kJ．mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氨气和气态水的热化学方程式：2N2H4（g）+N2O4（g）?3N2（g）+4H2O（g）△H=-1 083.0 kJ•mol-1．
（2）工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为
2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g），该反应的平衡常数和温度关系如下所示：
T/℃165175185195
K111.974.150.634.8
①该反应的△H＜0（填“＞”或“＜”）．
②已知原料气中的氨碳比[$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$]为x，CO2的平衡转化率为a，在一定温度和压强下，a与x的关系如图所示．a随着x的增大而增大的原因是增大c（NH3），平衡正向移动，从而提高CO2的转化率．图中A点处，NH3的平衡转化率为42%．
（3）①在氢水加水稀释的过程中，NH3•H2O的电离程度增大（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）•c（{H}^{+}）}$的值不变．
②室温下，amol•L-1的（NH4）2SO4溶液的pH=5，原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+（用离子方程式表示），该反应的平衡常数为$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{（2a-1{0}^{-5}+1{0}^{-9}）}$（用含a的数学表达式表示）．
3．设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，22.4 L己烷中共价键数目为19NA
B．12.4g白磷晶体中含有的P-P键数是0.1NA
C．2mol SO2和1mol O2混合在V2O5存在的条件下，密闭容器中加热反应后，容器内物质的分子数大于2NA
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10．工业上生产高氯酸时，还同时生产一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaClO2），工艺流程如下：
已知：①NaHSO4溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出．
②高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90℃．请回答下列问题：
（1）冷却的目的是降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4结晶析出，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是高氯酸的沸点低．反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为3NaClO3+3H2SO4（浓）═HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O，
（2）反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O．
（3）通入反应器Ⅱ中的SO2用另一物质H2O2代替，同样能生成NaClO2，双氧水此时体现了还原性．
（4）Ca（ClO）2、ClO2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有强氧化性，请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO的离子方程式Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O．
20．为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中，正确的是（　　）
A．加热，观察是否有气体放出
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7．已知14.2g X气体在标准状况下的体积是4.48L，则X气体的摩尔质量是（　　）
A．71gB．71C．71g/molD．142g/mol
4．下列各组物质按纯净物、电解质、非电解质、能导电的顺序排列的是（　　）
A．烧碱、氯化钠、氯气、氨水B．纯碱、烧碱、干冰、液态氯化钠
C．大理石、水、硫酸钡、石墨D．盐酸、碳酸、氨气、液氨
5．如图所示是某化学兴趣小组设计的趣味实验装置图，图中A、D均为碳棒，B铝棒，C为铁棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸处理．B在实验时才插入溶液中．
（1）从装置的特点判断，甲、乙装置中甲是原电池，其负极的电极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
（2）实验开始后，（乙）装置中有关电极反应是：C：Fe-2e-=Fe2+
D：2H++2e-=H2↑，D电极上的现象是有无色气体产生，一段时间后溶液中的现象是有白色沉淀生成；
（3）在实验（2）的基础上，改变两装置电极的连接方式，A接D、B接C，此时D极上发生的电极反应式为：4OH--4e-=2H20+O2↑，乙装置里除两电极上有明显的现象外，还可以看到的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，产生该现象的化学反应方程式是4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．

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