Question

．（17分）减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。

（1）为了减少空气中SO2的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1＝-241.8 kJ·mol－1

C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1

则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为 。

②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 （填序号）：

a．Ca(OH)2 b．CaCl2 c．Na2CO3 d．NaHSO3

（2）CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①M、N两点平衡状态下，容器中总物质的物质的量之比为：n(M)总：n(N)总=　　 　　　。

②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为　　 。

（3）催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

①催化硝化法中，用H2将NO还原为N2，一段时间后，溶液的碱性

明显增强。则该反应离子方程式为 。

②电化学降解NO的原理如图所示，电源正极为 （填“a”或“b”）；

若总反应为4NO3-+4H+通电5O2↑+2N2↑+2H2O，则阴极反应式为 。

 

 

Answer 1

31．（17分）

（1）（4分）① C(s)+H2O(g) ＝ CO(g) +H2(g) ΔH＝+131.3kJ·mol－1 （2分）

② a c（2分，错1个0分）

（2）（5分）① 5：4（2分） ②KM=KN>KQ（3分。关系式正确1个给2分，全对3分）

（3）（8分）①2 NO3－+5H2催化剂N2+2OH－+4H2O（3分，化学式、系数、条件各1分）

②a（2分） 2 NO3－+12 H++10e－= N2↑+6H2O（3分。化学式、系数、条件各1分。阳极反应为：4OH-—4e-=O2↑+2H2O或10H2O-20e-=20H++5O2↑。）

【解析】

试题分析： （1）①根据盖斯定律，所求反应的热化学方程式可由已知方程式2-1得，因此焦炭与水蒸气的反应方程式为C(s)+H2O(g) ＝ CO(g) +H2(g) ΔH＝+131.3kJ·mol。

②洗涤含SO2的烟气是为了减少空气中SO2的排放，所以洗涤剂必须满足能够和SO2反应，所以选项中能够和SO2反应的试剂有Ca(OH)2 、Na2CO3 ，所以选ac。

（2） ①图中M、N两点平衡状态下，相应的转化率为70%、50%，因此根据反应情况计算

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

初始（mol）：10 20 0

转化（mol）：7 14 7

5 10 5

平衡（mol）：3 6 7

5 10 5

n(M)总：n(N)总=（3+6+7）：（5+10+5）=16:20=4:5

②平衡常数与温度有关，于压强无关，因此M、N2点的温度相同，平衡常数也相等，但是随着温度升高，由于正向CO的转化率下降，因此平衡逆向移动，平衡常数减小，因此有KM=KN>KQ 。

（3）①题中已经说的比较清楚，反应由H2将NO还原为N2，且碱性增强，说明该反应是氧化还原反应，有OH-生成，根据氧化还原反应缺项配平，先把发生化合价变化的物质配平，然后原子守恒补上H2O，在电荷守恒配平得2 NO3－+5H2催化剂N2+2OH－+4H2O。

②根据图中所示讲解的硝酸根被还原为了N2逸出，因此右边发生了还原反应，是阴极，b极为电源的负极，而a极是电源正极。根据总反应式，阴极发生的NO3-的还原反应为2 NO3－+12 H++10e－= N2↑+6H2O

考点：本题考查的是反应原理题目。