Question

【題目】霧霾天氣給人們的出行及身體造成了極大的危害。研究、、等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的。

①在鈉堿循環(huán)法中，溶液作為吸收液，可由溶液吸收制得，該反應(yīng)的離子方程式是____。

②吸收液吸收的過程中，隨變化關(guān)系如下表：

		1∶1

由上表判斷，溶液顯______性（填“酸”、“堿”或“中”），用化學(xué)平衡原理解釋：______。

③當(dāng)吸收液的降至約為6時(shí)，需送至電解槽再生。再生示意圖如下：

寫出在陽極放電的電極反應(yīng)式：________________，當(dāng)陰極室中溶液升至8以上時(shí)，吸收液再生并循環(huán)利用。

（2）用催化還原可以消除氮氧化物的污染。例如：

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下還原至，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為______（阿伏加德羅常數(shù)的值用表示），放出的熱量為______。

（3）工業(yè)上合成氨所需氫氣的制備過程中，其中的一步反應(yīng)為：

一定條件下，將與以體積比為置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得與體積比為1∶6，則平衡常數(shù)______。

Answer 1

【答案】2OH-+SO2=SO32-+H2O 酸性 HSO3-存在電離平衡HSO3-H++SO32- 和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的電離程度大于水解程度 HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ 1.6NA 173.4

【解析】

(1)①二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，注意弱電解質(zhì)寫化學(xué)式；②根據(jù)溶液中亞硫酸氫根離子濃度和亞硫酸根離子濃度的相對(duì)大小確定溶液的酸堿性；③陽極上HSO3-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；

(2)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；

(3)根據(jù)反應(yīng)前和反應(yīng)后一氧化碳和水之間的體積比結(jié)合反應(yīng)方程式計(jì)算出平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算。

(1)①酸性氧化物和堿反應(yīng)生成鹽和水，所以二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為2OH-+SO2=SO32-+H2O，故答案為：2OH-+SO2=SO32-+H2O；

②在亞硫酸氫鈉溶液中主要以HSO3-存在，HSO3-的電離很微弱，所以n(SO32-)∶n(HSO3-)1∶1，根據(jù)表格知，當(dāng)亞硫酸氫根離子的物質(zhì)的量大于亞硫酸根離子的物質(zhì)的量時(shí)，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性，亞硫酸氫根離子在溶液中既存在水解平衡又存在電離平衡，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性說明HSO3-的電離程度大于水解程度，故答案為：酸性；HSO3-存在電離平衡HSO3-H++SO32- 和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的電離程度大于水解程度；

③根據(jù)圖示，陽極上亞硫酸氫根離子失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+，故答案為：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+；

(2)已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol，②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol，利用蓋斯定律將得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=-867kJ/mol；1molCH4反應(yīng)轉(zhuǎn)移8mol電子，n(CH4)=＝0.2mol，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.2mol×8NA /mol =1.60NA，放出的熱量為0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，故答案為：1.6NA；173.4；

(3)設(shè)加入的一氧化碳的物質(zhì)的量濃度為amol/L，則H2O（g）的物質(zhì)的量濃度為2amol/L，假設(shè)平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量濃度為xmol/L，H2O（g）的物質(zhì)的量濃度為6xmol/L

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

開始(mol/L) a 2a 0 0

反應(yīng)(mol/L) a-x 2a-6x a-x a-x

平衡(mol/L) x 6x a-x a-x

則(a-x)∶(2a-6x)=1∶1，解得：x=0.2amol/L，所以平衡時(shí)，c(CO)=0.2amol/L，c(H2O)=1.2amol/L，c(H2)=c(CO2)=0.8amol/L，K==，故答案為：。