Question

【题目】2013年初天津连续出现了严重的雾霾天气，给人们的出行及身体造成了极大的危害．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2 ． ①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是 ．
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）变化关系如下表：

n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）	91：9	1：l	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

由上表判断，NaHSO3溶液显性（填“酸”、“碱”或“中”），用化学平衡原理解释： ．
③当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如下：

写出HSO3﹣在阳极放电的电极反应式： ， 当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．
（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如： CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJmol﹣1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJmol﹣1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2 ， 整个过程中转移的电子总数为（阿伏伽德罗常数的值用NA表示），放出的热量为kJ．
（3）工业上合成氮所需氢气的制备过程中，其中的一步反应为：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）；△H＜0 一定条件下，将CO（g）与H2O（g）以体积比为1：2置于密闭容器中发生上述反应，达到平衡时测得CO（g）与H2O（g）体积比为1：6，则平衡常数K= ．

Answer 1

【答案】
（1）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；酸；HSO3﹣存在HSO3﹣?H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O?H2SO3+OH﹣ ， HSO3﹣的电离程度大于水解程度；HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+
（2）1.60NA（或1.6NA）；173.4
（3）
【解析】解：（1）①酸性氧化物和碱反应生成盐和水，所以二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应方程式为2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O， 所以答案是：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；②在溶液中主要以HSO3﹣存在，HSO3﹣的电离很微弱，所以n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性，亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO3﹣的电离程度大于水解程度，所以答案是：酸性；HSO3﹣存在HSO3﹣H++SO32﹣和HSO3﹣+H2OH2SO3+OH﹣ ， HSO3﹣的电离程度大于水解程度；③阳极上亚硫酸氢根离子失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+ ， 所以答案是：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+；（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJ/mol②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJ/mol利用盖斯定律将 得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣867kJ/moln（CH4）= ，整个过程中转移的电子总数为：0.20mol×8NA=1.60NA ， 放出的热量为：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，所以答案是：1.60NA（或1.6NA）；173.4；（3）同一容器中各气体的物质的量之比等于其体积之比，设容器的体积为1L，加入的一氧化碳的物质的量为1mol，则水的物质的量为2mol，假设平衡时一氧化碳的物质的量为x，

	CO（g）+	H2O（g）	CO2（g）+	H2（g）；	△H＜0
起始	1mol	2mol	0	0
转化	1﹣x		1﹣x	1﹣x
平衡	x	6x	1﹣x	1﹣x

（1﹣x）：（2﹣6x）=1：1，x=0.2mol，所以平衡时，c（CO）=0.2mol/L，c（H2O）=1.2mol/L，c（H2）=C（CO2）=0.8mol/L，k= = ，所以答案是： ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．