Question

【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環境問題，科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環境的影響。

（1）目前工業上有一種方法是用CO和H2在230℃，催化劑條件下轉化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。圖一表示恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉化率達80％時的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式__________________________________________。

（2）“亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2。室溫條件下，將煙氣通入（NH4)2SO3溶液中，測得溶液pH與含硫組分物質的量分數的變化關系如圖二所示。

請寫出a點時n(HSO3-)：n(H2SO3)=_____，b點時溶液pH=7，則n(NH4+)：n(HSO3-)=_____。

（3）催化氧化法去除NO，一定條件下，用NH3消除NO污染，其反應原理為4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同溫度條件下，n(NH3):n(NO)的物質的量之比分別為4：l、3：l、1：3時，得到NO脫除率曲線如圖三所示：

① 請寫出N2的電子式________。

② 曲線c對應NH3與NO的物質的量之比是______。

③ 曲線a中NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8s，該時間段內NO的脫除速率為_____mg/(m3·s)。

（4）間接電化學法可除NO。其原理如圖四所示，寫出電解池陰極的電極反應式（陰極室溶液呈酸性,加入HSO3－，出來S2O42－）:____________________________________。

Answer 1

【答案】CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol1:13:11：31.5×10-42HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O

【解析】

（1）根據圖一，恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉化率達80％時的能量變化，23kJ-3.4kJ=19.6kJ，H=2=-49 kJ/mol ，該反應的熱化學方程式：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol，

因此，本題正確答案是：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol；

（2）(NH4)2SO3＋SO2＋H2O=2NH4HSO3，由圖二可知：a點時HSO3-和H2SO3物質的量分數相等，所以n(HSO3-)：n(H2SO3)=1：1，
b點時溶液的pH=7，根據電荷守恒可知n(NH4＋ )= n(HSO3-)+2n(SO32-)，又根據圖象曲線可知： n(SO32-)= n(HSO3-)，則n(NH4＋ )=3n(HSO3-)，所以n(NH4＋ )：n(HSO3-)=3：1；

因此，本題正確答案是：1:1 ；3:1；

（3）① N2的電子式：；

②n(NH3):n(NO)的物質的量之比分別為4：l、3：l、1：3時，NO的含量越來越大，去除率越來越低，曲線c對應NH3與NO的物質的量之比是1：3，其NO的去除率最低；

③曲線a中NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8s，該時間段內NO的脫除速率為=1.5×10-4mg/(m3·s)。

因此，本題正確答案是：；1：3 ；1.5×10-4；

（4）電解池陰極發生還原反應，硫元素化合價降低，由于陰極室溶液呈酸性，所以電極反應式為： 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。

因此，本題正確答案是：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。