Question

【題目】霧霾天氣給人們的出行及身體造成了極大的危害。研究、、等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的。

①在鈉堿循環(huán)法中，溶液作為吸收液，可由溶液吸收制得，該反應(yīng)的離子方程式是____。

②吸收液吸收的過程中，隨變化關(guān)系如下表：

		1∶1

由上表判斷，溶液顯______性（填“酸”、“堿”或“中”），用化學(xué)平衡原理解釋：______。

③當(dāng)吸收液的降至約為6時(shí)，需送至電解槽再生。再生示意圖如下：

寫出在陽極放電的電極反應(yīng)式：________________，當(dāng)陰極室中溶液升至8以上時(shí)，吸收液再生并循環(huán)利用。

（2）用催化還原可以消除氮氧化物的污染。例如：

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下還原至，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為______（阿伏加德羅常數(shù)的值用表示），放出的熱量為______。

（3）工業(yè)上合成氨所需氫氣的制備過程中，其中的一步反應(yīng)為：

一定條件下，將與以體積比為置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)測得與體積比為1∶6，則平衡常數(shù)______。

Answer 1

【答案】2OH-+SO2=SO32-+H2O 酸性 HSO3-存在電離平衡HSO3-H++SO32- 和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的電離程度大于水解程度 HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ 1.6NA 173.4

【解析】

(1)①二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，注意弱電解質(zhì)寫化學(xué)式；②根據(jù)溶液中亞硫酸氫根離子濃度和亞硫酸根離子濃度的相對大小確定溶液的酸堿性；③陽極上HSO3-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；

(2)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；

(3)根據(jù)反應(yīng)前和反應(yīng)后一氧化碳和水之間的體積比結(jié)合反應(yīng)方程式計(jì)算出平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算。

(1)①酸性氧化物和堿反應(yīng)生成鹽和水，所以二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為2OH-+SO2=SO32-+H2O，故答案為：2OH-+SO2=SO32-+H2O；

②在亞硫酸氫鈉溶液中主要以HSO3-存在，HSO3-的電離很微弱，所以n(SO32-)∶n(HSO3-)1∶1，根據(jù)表格知，當(dāng)亞硫酸氫根離子的物質(zhì)的量大于亞硫酸根離子的物質(zhì)的量時(shí)，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性，亞硫酸氫根離子在溶液中既存在水解平衡又存在電離平衡，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性說明HSO3-的電離程度大于水解程度，故答案為：酸性；HSO3-存在電離平衡HSO3-H++SO32- 和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的電離程度大于水解程度；

③根據(jù)圖示，陽極上亞硫酸氫根離子失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+，故答案為：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+；

(2)已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol，②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol，利用蓋斯定律將得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=-867kJ/mol；1molCH4反應(yīng)轉(zhuǎn)移8mol電子，n(CH4)=＝0.2mol，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.2mol×8NA /mol =1.60NA，放出的熱量為0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，故答案為：1.6NA；173.4；

(3)設(shè)加入的一氧化碳的物質(zhì)的量濃度為amol/L，則H2O（g）的物質(zhì)的量濃度為2amol/L，假設(shè)平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量濃度為xmol/L，H2O（g）的物質(zhì)的量濃度為6xmol/L

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

開始(mol/L) a 2a 0 0

反應(yīng)(mol/L) a-x 2a-6x a-x a-x

平衡(mol/L) x 6x a-x a-x

則(a-x)∶(2a-6x)=1∶1，解得：x=0.2amol/L，所以平衡時(shí)，c(CO)=0.2amol/L，c(H2O)=1.2amol/L，c(H2)=c(CO2)=0.8amol/L，K==，故答案為：。