Question

【題目】化學反應原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應用，根據(jù)題意回答下列問題：

I工業(yè)上制備Na2S的反應原理如下

①Na2SO4(s)===Na2S(s)+2O2(g) △H1=+1011.0kJ·mol－1

②C(s)+O2(g)===CO2(g) △H2=－393.5kJ·mol－1

③2C(s)+O2(g)===2CO(g) △H3=－221.0kJ·mol－1

④Na2SO4(s)+4C(s)===Na2S(s)+4CO(g) △H4

（1）△H4=___________ kJ·mol－1。

（2）反應④能自發(fā)進行的條件是___________。

（3）工業(yè)上制備Na2S不用反應①，而用反應④的理由是_____________________________。

Ⅱ.在一定溫度下，向某恒容密閉容器中充入等物質的量的NO和CO發(fā)生反應：2NO(g)+2C0(g) 2CO2(g)+N2(B) △H=－748kJ/mo1。用氣體傳感器測得不同時間NO的濃度如下：

時間（s）	0	10	20	30	40	……
C(NO)/mol/L	0.100	0.050	0.025	0.010	0.010	……

（1）計算此溫度下該反應的K=______________________。

（2）達到平衡時，下列措施能提高NO轉化率的是___________(填序號)。

A.選用更有效的催化劑

B.降低反應體系的溫度

C.充入氬氣使容器內壓強增大

D.充入CO使容器內壓強增大

Ⅲ.工業(yè)上常用臭氧處理含NO2－的廢水。

（1）O3氧化NO2－可產(chǎn)生NO3－和O2，反應中每生成1mol的O2轉移___________mol電子。

（2）O3可由電解稀硝酸制得，原理如圖。圖中陰極為___________(填“A”或“B”)，陽極(惰性電極)的電極反應式為____________________________________________。

Answer 1

【答案】+569.0 較高溫度下 一氧化碳能保護硫化鈉不被氧化 3.645x104 BD 2 B 3H2O-6e-==O3↑+6H+

【解析】

I.（1）依據(jù)蓋斯定律計算；

（2）當△H-T△S＜0時反應能自發(fā)進行；

（3）硫化鈉易被氧氣氧化；

Ⅱ.(1)依據(jù)平衡常數(shù)K= c2(CO2)c(N2)/c2(NO)c2(CO)和題給數(shù)據(jù)計算；

（2）依據(jù)化學平衡移動原理解答；

Ⅲ.（1）先依據(jù)信息書寫化學方程式，再根據(jù)化學方程式求算；

（2）依據(jù)反應類型判斷陰陽極，再依據(jù)溶液酸堿性書寫電極反應式。

I.（1）依據(jù)蓋斯定律計算①+③×2得到反應④的熱化學方程式Na2SO4（s）+4C（s）=Na2S（s）+4CO（g），則△H4=（+1011.0kJ·mol－1）+（－221.0kJ·mol－1）×2=+569.0kJ/mol，故答案為：+569.0；

（2）反應④的焓變△H＞0，△S＞0，高溫條件下△H-T△S＜0，反應能自發(fā)進行，故答案為：較高溫度下；

（3）工業(yè)上制備Na2S不用反應①是因為分解后生成的硫化鈉易被氧氣氧化，而用反應④的原因是在一氧化碳環(huán)境中生成避免了硫化鈉被氧化，故答案為：一氧化碳能保護硫化鈉不被氧化；

Ⅱ.(1)由題意可知起始時c(NO)和c(CO)均為0.100mol/L，平衡時c(NO)為0.010mol/L，則平衡時c(CO)均為0.010mol/L、c(CO2)均為0.090mol/L、c(N2)均為0.045mol/L，平衡常數(shù)K= c2(CO2)c(N2)/c2(NO)c2(CO)=(0.090mol/L)2×(0.045mol/L)/( 0.010mol/L)2×

(0.010mol/L)2=3.645x104，故答案為：3.645x104；

（2）A、選用更有效的催化劑，只能改變反應速率，不能改變平衡，故錯誤；

B、該反應為放熱反應，降低反應溫度，平衡正向進行，一氧化氮轉化率增大，故正確；

C、充入氬氣使容器內壓強增大相當于減小壓強，減小壓強平衡向化學計量數(shù)增大的逆反應方向移動，一氧化氮轉化率減小，故錯誤；

D項、充入CO使容器內壓強增大，反應物CO濃度增大，平衡正向進行，一氧化氮轉化率增大，故正確；

故選BD，故答案為：BD；

Ⅲ.（1）O3氧化NO2－可產(chǎn)生NO3－和O2，反應的離子方程式為O3+ NO2－= NO3－+O2，由方程式可知反應中每生成1mol的O2轉移2mol電子，故答案為：2；

（2）由示意圖可知，反應中B即為電解池的陰極，陰極上水發(fā)生還原反應放電生成氫氣，A極為電解池的氧極，陰極上水發(fā)生氧化反應放電生成臭氧，電極反應式為3H2O-6e-=O3↑+6H+，故答案為：3H2O-6e-=O3↑+6H+。