Question

2．（1）①煤的氣化是將煤轉化為清潔氣體燃料的-種常用技術．已知：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O （g）△H=-241.8 kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
則焦炭與水蒸氣反應生成CO和氫氣的熱化學方程式是C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1．
②下列物質可佐洗滌含SO₂煙氣洗滌劑的是ac（填字母）．
a．NaOH溶液 b．CaCl₂溶液 c．Na₂CO₃溶液 d．NaHSO₃
（2）噴霧干燥法脫硫工藝是除去SO₂的常見方法．先將含SO₂的廢氣溶于水．再用飽和石灰漿吸收．涉及的反應依次為：
I．SO₂（g）+H₂O（l）?H₂SO₃（l）?H⁺（aq）+HSO₃^-（aq）
Ⅱ．HSO₃^-（aq）?H⁺（aq）+SO₃^2-（aq）                
Ⅲ．Ca（OH）₂（s）?Ca²⁺（aq）+2OH^-（aq）              
Ⅳ．Ca²⁺（aq）+SO₃^2-（aq）?CaSO₃（s）                
該溫度下，吸收液中c（Ca²⁺）一直保持為0.70mol•L^-1，已知K_sp（CaSO₃）=1.4×10^-7，則吸收后溶液中的SO₃^2-的濃度為2.0×10^-7mol•L^-1．
（3）汽車尾氣是氮氧化物的一個主要來源．氣缸中生成NO的反應為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．汽車啟動后，氣缸內溫度越高，單位時間內NO排放量越大，請分析兩點原因溫度升高，反應速率加快，平衡右移．假設空氣中N₂和O₂的體積比為4：1，1300℃時，1mol空氣在某密閉容器內反應達到平衡時，測得NO為8×10^-4mol，則該反應的平衡常數K=4×10^-6．
（4）標準狀況下將11.2LSO₂緩慢通入250mL2mol•L^-1NaOH溶液中，充分反應后，溶液中各離子濃度的大小關系為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）①利用蓋斯定律解答第一問，第二問中，書寫K的表達式時注意只寫g、aq，而不寫l、s狀態(tài)就行；
②工業(yè)生產中選擇尾氣吸收劑，主要看能否反應；
（2）利用溶度積常數計算溶液中亞硫酸根離子濃度；
（3）依據影響化學反應速率和化學平衡的因素分析判斷；結合化學三段式列式計算平衡濃度，平衡常數等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積計算；
（4）二氧化硫的物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，氫氧化鈉的物質的量為：0.25L×2mol/L=0.5mol，二者按照1：1反應生成亞硫酸氫鈉，由此分析解答；

解答 解：（1）①已知：
①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ•mol^-1
②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
據蓋斯定律：②-①得 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1 ；
②在題給的四種物質中，CaCl₂和NaHSO₃不能與SO₂反應，NaOH溶液和Na₂CO₃ 可以反應，故答案為：ac；
（2）C（SO₃^2- ）=$\frac{Ksp（CaS{O}_{3}）}{c（Ca{\;}^{2+}）}$=$\frac{1.4×1{0}^{-7}}{0.70}$mol/L=2.0×10^-7 mol/L，故答案為：2.0×10^-7；
（3）N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H＞0，反應時氣體體積不變的吸熱反應，溫度升高，反應速率加快，平衡右移，單位時間內NO排放量越大； 
1mol空氣中含有0.8mol N₂和0.2mol O₂，1300℃時在含1mol空氣的密閉容器內反應達到平衡．測得NO為8×10^-4mol．
                  N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）
起始量（mol）      0.8     0.2        0
變化量（mol）   4×10^-4 4×10^-4 8×10^-4
平衡量（mol）0.8-4×10^-4 0.2-4×10^-4 8×10^-4
反應前后氣體物質的量不變，用氣體物質的量代替平衡濃度計算平衡常數K=$\frac{（8×1{0}^{-4}）^{2}}{（0.8-4×1{0}^{-4}）（0.2-4×1{0}^{-4}）}$≈4×10^-6；
故答案為：溫度升高，反應速率加快，平衡右移；4×10^-6；
（4）二氧化硫的物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，氫氧化鈉的物質的量為：0.25L×2mol/L=0.5mol，二者按照1：1反應生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫根離子電離大于水解，所以離子濃度大小關系為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

點評 本題考查了化學方程式書寫，溶度積的應用，平衡常數的計算和離子濃度大小的比較，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．