Question

減少污染、保護環(huán)境是全世界最熱門的課題．
（1）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉化為清潔氣體燃料．已知：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ?mol^-1； 
C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ?mol^-1則焦炭與水蒸氣反應生成CO的熱化學方程式為

 

．
②洗滌含SO₂的煙氣．以下物質可作洗滌劑的是

 

（填序號）：
a．Ca（OH）₂      b．CaCl₂ c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）CO在催化劑作用下可以與H₂反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖1所示．

①M、N兩點平衡狀態(tài)下，容器中總物質的物質的量之比為：n（M）_總：n（N）_總=

 

．
②若M、N、Q三點的平衡常數(shù)K_M、K_N、K_Q的大小關系為

 

．
（3）催化硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染．
①催化硝化法中，用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強．則該反應離子方程式為

 

．
②電化學降解NO₃^-的原理如圖2所示，電源正極為

 

（填“a”或“b”）；若總反應為4NO₃^-+4H⁺

通電  .

5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，則陰極反應式為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡常數(shù)的含義,電解原理

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電化學專題

分析：（1）①利用蓋斯定律，通過已知熱化學方程式運算得目標熱化學方程式；
②依據(jù)二氧化硫的性質：是一種酸性氧化物可以和堿反應，二氧化硫溶于水得亞硫酸，酸性強于碳酸，所以可以和碳酸鈉溶液反應．
（2）①根據(jù)CO轉化率計算參加反應的CO的物質的量，再根據(jù)方程式計算平衡時混合氣體總物質的量變化量，進而計算平衡時混合氣體總物質的量，據(jù)此解答；
②由圖可知，一定壓強下，溫度越高，K越大；
（3）①根據(jù)信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強，即生成氫氧根離子，據(jù)此書寫方程式；
②在電解池的陰極上發(fā)生得電子的還原反應，據(jù)此書寫電極反應．越低，說明升高穩(wěn)定平衡向逆反應方向移動，K只和T有關；

解答： 解：（1）①H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂0 （g）△H=-241.8kJ?mol^-1 ①
      C（s）+

1

2

O₂（g）=CO （g）△H=-110.5kJ?mol^-1②
利用蓋斯定律將方程式變形：②-①得 C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol；
②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能夠與堿反應：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；二氧化硫水溶液是亞硫酸所以也能夠與碳酸鈉反應：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑所以可以用氫氧化鈣溶液和碳酸鈉溶液做洗滌劑；二氧化硫與氯化鈣溶液不反應，且在亞硫酸氫鈉溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化鈣和亞硫酸氫鈉溶液做洗滌液，故答案為：ac；
（2）①A點CO的轉化率為0.5，則參加反應的CO為10mol×0.5=5mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質的量減少
1                              2
5mol                           10mol
故A點平衡時，混合氣體總的物質的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B點CO的轉化率為0.7，則參加反應的CO為10mol×0.7=7mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質的量減少
1                              2
7mol                           14mol
故B點平衡時，混合氣體總的物質的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B兩點時容器內總氣體的物質的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，
故答案為：5：4；
 ②由圖可知，一定壓強下，溫度越高，CO的轉化率越低，說明升高穩(wěn)定平衡向逆反應方向移動，Q的溫度高于N點，故平衡常數(shù)K_M＞K_Q=K_N，
故C答案為：K_M=K_N＞K_Q；
（3）①根據(jù)信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強，即生成氫氧根離子，發(fā)生的反應為：2NO₃^-+5H₂

催化劑  .

N₂+2OH^-+4H₂O，
故答案為：2NO₃^-+5H₂

催化劑  .

N₂+2OH^-+4H₂O；
②根據(jù)裝置圖示可以看出，右端電極上發(fā)生得電子的還原反應，即為陰極，反應式為：2NO₃^-+12 H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O，所以B是負極，A是正極，
故答案為：a；2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

點評：本題綜合考查蓋斯定律的應用、化學平衡圖象，涉及化學平衡影響因素及有關計算、電化學和熱化學的綜合知識，注意知識的歸納和整理是關鍵，難度不大．