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;

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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.
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