Question

17．研究NO_x、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．利用反应6NO₂+8NH₃$?_{△}^{催化剂}$7N₂+12H₂O也可处理NO₂．当转移0.4mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下的体积是2.24L．
（2）SO₂可用足量的NaOH溶液吸收，该反应的离子方程式为2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O；若继续通入SO₂，当n （SO₂）：n（NaOH）=1：1时所得溶液呈酸性，下列关系正确的是a （填字母编号）．
a．c（Na⁺）＞c（HSO₃ ^-）＞c（SO₃^2-）
b．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（OH^-）
c．c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）
SO₂也可用O₂氧化生成SO₃
已知：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol；
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol；
则反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196 kJ/mol．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．
①该反应△H＜0（填“＞”或“＜”）．
②若容器容积不变，下列措施可提高CO转化率的是b．
a．升高温度                       
b．将CH₃OH（g）从体系中分离
c．充入氦气，使体系总压强增大     
d．再充入一定量的 CO气体．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，根据化合价的变化结合方程式计算；
（2）二氧化硫为酸性氧化物，溶于碱生成盐；亚硫酸氢钠溶液中存在水的电离、亚硫酸氢根离子的电离和水解平衡；c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），说明HSO₃^-的电离程度大于水解程度；依据盖斯定律计算反应热；
（3）从横坐标上一点，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越低转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动，据此解答即可．

解答 解：（1）二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，化学反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，反应6NO₂+8NH₃$?_{△}^{催化剂}$7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO₂参加反应，转移24mol电子，所以当转移0.4mol电子时，消耗NO₂0.1mol，体积为2.24L，故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；2.24
（2）二氧化硫为酸性氧化物，溶于足量氢氧化钠生成亚硫酸钠，离子反应方程式为：2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O，
当n （SO₂）：n（NaOH）=1：1时，发生反应：OH^-+SO₂=HSO₃^-，亚硫酸氢钠溶液中存在水的电离、亚硫酸氢根离子的电离和水解平衡，方程式为：H₂O?H⁺+OH^-、HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，由于溶液呈酸性，故HSO₃^-的电离程度大于水解程度，则c（HSO₃ ^-）＞c（SO₃^2-），故a正确；
任何溶液中均存在电中性原则：故：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（OH^-），故b错误；
由物料守恒得出：c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃ ^-）+c（H₂SO₃），故c错误；
NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol；①
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol；②
①×2+②得：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），故△H=-41.8kJ/mol×2+（-113.0kJ/mol）=-196.6kJ/mol，
故答案为：2OH^-+SO₂=SO₃^2-+H₂O；a；-196.6；
（3）①从横坐标上一点0.5处，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越高转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动，故此反应为放热反应，故答案为：＜；
②a．此反应为放热反应，升高温度，平衡左移，不利于CO转化，故a错误；
b．将CH₃OH（g）从体系中分离，导致甲醇浓度降低，平衡右移，提高了CO的转化率，故b正确；
c．容器容积不变，充入氦气，对反应无影响，故c错误；
d．再充入一定量的 CO气体，可以增加氢气的转化率，CO本身转化率减小，故d错误，
故选b．

点评 本题主要考查的是化学反应方程式书写、离子反应方程式书写、平衡移动原理应用、盖斯定律的有关计算等，综合性较强，有一定难度．