Question

【题目】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用，根据题意回答下列问题：

I工业上制备Na2S的反应原理如下

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）反应④能自发进行的条件是___________。

（3）工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是_____________________________。

Ⅱ.在一定温度下，向某恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO发生反应：2NO(g)+2C0(g) 2CO2(g)+N2(B) △H=－748kJ/mo1。用气体传感器测得不同时间NO的浓度如下：

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

（1）计算此温度下该反应的K=______________________。

（2）达到平衡时，下列措施能提高NO转化率的是___________(填序号)。

A.选用更有效的催化剂

B.降低反应体系的温度

C.充入氩气使容器内压强增大

D.充入CO使容器内压强增大

Ⅲ.工业上常用臭氧处理含NO2－的废水。

（1）O3氧化NO2－可产生NO3－和O2，反应中每生成1mol的O2转移___________mol电子。

（2）O3可由电解稀硝酸制得，原理如图。图中阴极为___________(填“A”或“B”)，阳极(惰性电极)的电极反应式为____________________________________________。

Answer 1

【答案】+569.0 较高温度下 一氧化碳能保护硫化钠不被氧化 3.645x104 BD 2 B 3H2O-6e-==O3↑+6H+

【解析】

I.（1）依据盖斯定律计算；

（2）当△H-T△S＜0时反应能自发进行；

（3）硫化钠易被氧气氧化；

Ⅱ.(1)依据平衡常数K= c2(CO2)c(N2)/c2(NO)c2(CO)和题给数据计算；

（2）依据化学平衡移动原理解答；

Ⅲ.（1）先依据信息书写化学方程式，再根据化学方程式求算；

（2）依据反应类型判断阴阳极，再依据溶液酸碱性书写电极反应式。

I.（1）依据盖斯定律计算①+③×2得到反应④的热化学方程式Na2SO4（s）+4C（s）=Na2S（s）+4CO（g），则△H4=（+1011.0kJ·mol－1）+（－221.0kJ·mol－1）×2=+569.0kJ/mol，故答案为：+569.0；

（2）反应④的焓变△H＞0，△S＞0，高温条件下△H-T△S＜0，反应能自发进行，故答案为：较高温度下；

（3）工业上制备Na2S不用反应①是因为分解后生成的硫化钠易被氧气氧化，而用反应④的原因是在一氧化碳环境中生成避免了硫化钠被氧化，故答案为：一氧化碳能保护硫化钠不被氧化；

Ⅱ.(1)由题意可知起始时c(NO)和c(CO)均为0.100mol/L，平衡时c(NO)为0.010mol/L，则平衡时c(CO)均为0.010mol/L、c(CO2)均为0.090mol/L、c(N2)均为0.045mol/L，平衡常数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，故答案为：3.645x104；

（2）A、选用更有效的催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡，故错误；

B、该反应为放热反应，降低反应温度，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故正确；

C、充入氩气使容器内压强增大相当于减小压强，减小压强平衡向化学计量数增大的逆反应方向移动，一氧化氮转化率减小，故错误；

D项、充入CO使容器内压强增大，反应物CO浓度增大，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故正确；

故选BD，故答案为：BD；

Ⅲ.（1）O3氧化NO2－可产生NO3－和O2，反应的离子方程式为O3+ NO2－= NO3－+O2，由方程式可知反应中每生成1mol的O2转移2mol电子，故答案为：2；

（2）由示意图可知，反应中B即为电解池的阴极，阴极上水发生还原反应放电生成氢气，A极为电解池的氧极，阴极上水发生氧化反应放电生成臭氧，电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+，故答案为：3H2O-6e-=O3↑+6H+。