Question

6．研究 NO_^x、SO₂、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）处理含 CO、SO₂ 烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质 S．已知：1molCO（g）与适量的 SO₂（g）反应生成 S（s）和 CO₂（g）时，放出 135kJ 的热量，则此反应的热化学方程式为CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol．
（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体，用  CO（g）处理  NO₂（g）的能量转化关系
如图所示．
标准状况下，22.4LCO 和 NO₂发生上述反应．整个过程中，转移电子的物质的量为2mol，放出的热量为0.025akJ（用含有 a 的代数式表示）．
（3）用 CH₄ 催化还原 NO_^x也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H1=-574kJ/mol
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H2
若 1molCH₄（g）直接将 NO₂（g）还原至 N₂（g），整个过程中放出的热量为 867kJ，则△H2=-1160KJ/mol．
A．向水中加入 NaHCO₃ 固体B．向水中加入 NaHSO₄ 固体
C．加热至 100℃D．向水中加入（NH₄）₂ SO₄固体
（4）若将等 pH、等体积的 NaOH 溶液和 NH₃•H₂O 溶液分别加水稀释 m 倍、n 倍，稀释后两种溶 液的 pH 仍相等，则 m＜n（填“＜”“＞”或“=”）．
（5）等物质的量浓度的下列溶液：①NaCl ②NaOH ③CH₃COOH ④HCl ⑤CH₃COONa ⑥Ba（OH）₂，pH 由大到小的顺序为⑥②⑤①③④（填序号）．

Answer 1

分析 （1）注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（2）发生反应：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，计算CO物质的量，根据C元素化合价变化计算转移电子；由图可知4mol CO反应时放出热量为a kJ，进而计算放出热量；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄还原NO₂至N₂整个过程中放出的热量为867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1；
（4）NH₃•H₂O 是弱电解质，NaOH 是强电解质，NH₃•H₂O 存在电离平衡，NaOH 不存在电离平衡，将等pH的NH₃•H₂O 和NaOH 稀释后溶液的pH仍然相等，则NH₃•H₂O 稀释的倍数大于NaOH；
（5）先将物质的按照碱、盐、酸的顺序分类，再根据盐的水解和弱电解质的电离特点比较pH，再按照溶液中氢离子浓度越大，则其pH越小，按照溶液中氢离子浓度由小到大顺序进行排列．

解答 解：（1）已知1molCO（g）与适量的SO₂（g）反应生成S（s）和CO₂（g）时，放出135kJ的热量，因此反应的热化学方程式为：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol，
故答案为：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol；
（2）发生反应：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，CO物质的量为$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根据C元素化合价变化可知转移电子为1mol×2=2mol；由图可知4mol CO反应时放出热量为a kJ，则0.1mol CO反应放出的热量为a kJ×$\frac{0.1mol}{4mol}$=0.025a kJ，
故答案为：2；0.025a；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄还原NO₂至N₂整个过程中放出的热量为867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1，则（-574KJ•mol^-1+△H₂）×$\frac{1}{2}$=-867KJ•mol^-1，
解得△H₂=-1160KJ/mol，
故答案为：-1160KJ/mol；
（4）NH₃•H₂O 是弱电解质，NaOH 是强电解质，NH₃•H₂O 存在电离平衡NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，NaOH 不存在电离平衡，若将等 pH、等体积的 NaOH 溶液和 NH₃•H₂O 溶液分别加水稀释 m 倍、n 倍，稀释后溶液的pH仍然相等，则NaOH 稀释的倍数小于NH₃•H₂O，
故答案为：＜；
（5）等物质的量浓度的下列溶液：①NaCl ②NaOH ③CH₃COOH ④HCl ⑤CH₃COONa ⑥Ba（OH）₂，
属于碱的为：⑥Ba（OH）₂②NaOH，浓度相同时，碱性及pH为⑥＞②；
水解呈碱性的为：⑤CH₃COONa，
溶液呈中性的为：①NaCl；
溶液呈酸性的有：③CH₃COOH ④HCl，HCl完全电离为一元强酸，CH₃COOH 为一元弱酸，浓度相同时，溶液的pH：③＞④，
综合以上分析可知，溶液的pH由大到小的顺序是为：⑥②⑤①③④，
故答案为：⑥②⑤①③④．

点评 本题考查反应热有关计算、热化学方程式书写、溶液的稀释、溶液pH的大小比较等知识，注意对盖斯定律理解与灵活应用，题目难度中等．