Question

【題目】“廢氣”的綜合處理與應(yīng)用技術(shù)是科研人員的重要研究課題，CO、SO2、NO2是重要的大氣污染氣體。

（1）捕集處理后的CO是制取新型能源二甲醚（CH3OCH3）的原料，已知：①CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），△H1=-41.0kJmol-1，②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0kJmol-1，③CH3OCH2（g）+H2O（g）2CH3OH（g）△H3=+23.5kJmol-1，則反應(yīng)2CO（g）+4H2（g）CH3OCH2（g）+H2O（g）的△H=______。

（2）采用NaClO2溶液作為吸收劑可對煙氣進行脫硝。323K下，向足量堿性NaClO2溶液中通入含NO的煙氣，充分反應(yīng)后，溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表，依據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫出NaClO2溶液脫硝過程中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式：______。

離子	NO3-	NO2-	Cl-
c/（molL-1）	2.0×10-4	1.0×10-4	1.75×10-4

（3）已知973K時，SO2與NO2反應(yīng)生成SO3和NO，混合氣體經(jīng)冷凝分離出的SO3可用于制備硫酸。

①973K時測得：NO2（g）NO（g）+1/2O2（g）K1=0.018；SO2（g）1/2+O2（g）SO3（g）K3=20．則反應(yīng)SO2（g）+NO2（g）O3（g）+NO（g）的K3=______。

②973K時，向體積為1L的恒容密閉容器中充入SO2、NO2各aml，平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為______。

③恒壓下SO2的分壓p（SO2）隨溫度的變化如圖所示。當溫度升高時，SO2（g）+NO2（g）SO2（g）+NO（g）的化學平衡常數(shù)______（填“增大”或”減小”），判斷理由是______。

（4）用納米鐵可去除污水中的NO3-，反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O；相同溫度下，納米鐵粉去除不同水樣中的NO3-的速率有較大差異，下表中Ⅰ和Ⅱ產(chǎn)生差異的原因可能是______；Ⅱ中0～20mim內(nèi)用NO3-表示的平均反應(yīng)速率為______molL-1min-1。

反應(yīng)時間/min		0	10	20	30	40
Ⅰ	c（NO3-）/10-4molL-1	8	3.2	1.6	0.8	0.64
Ⅱ	c（NO3-）/10-4molL-1（含少量Cu2+）	8	0.48	0.32	0.32	0.32

Answer 1

【答案】-203.5kJ/mol 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O 0.36 37.5% 減小 溫度升高時，-lgp（SO2）增大。化學平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小 Fe與置換出的Cu構(gòu)成原電池，加快NO3-的去除速率 3.84×10-5

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，①×2+②×2-③即可；

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，c（NO3-）：c（NO2-）=2：1，則NO被氧化為NO3-、NO2-，且物質(zhì)的量之比為2：1，其反應(yīng)的離子反應(yīng)式：12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O；

（3）① K3= K1×K2=0.36；

②

K3=x2/（a-x）2=0.36，則x/（a-x）=0.6，x=3a/8；

③根據(jù)圖像可知，升高溫度，-log p(SO2)減小，則p(SO2)增大，即升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；

（4）反應(yīng)II中含有少量的銅離子，與鐵粉發(fā)生置換反應(yīng)，鐵粉與銅粉和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，加快鐵粉的反應(yīng)速率，反應(yīng)II速率加快；v=c/t=（8-0.32）×10-4/20=3.84×10-5；

（1）根據(jù)蓋斯定律，①×2+②×2-③即可得到2CO(g) +4H2(g) CH3OCH2(g)+H2O(g)，則△H=－41.0×2+（－49.0×2）-（+23.5）=-203.5kJ/mol；

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，c（NO3-）：c（NO2-）=2：1，則NO被氧化為NO3-、NO2-，且物質(zhì)的量之比為2：1，其反應(yīng)的離子反應(yīng)式：12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O；

（3）① K1=c0.5（O2）×c（NO）/ c（NO2），K2=c（SO3）/ [c（SO2）×c0.5（O2）], K3=c（NO）×c（SO3）/ [c（NO2）×c（SO2）]， K3= K1×K2=0.36；

②

K3=x2/（a-x）2=0.36，則x/（a-x）=0.6，x=3a/8，則轉(zhuǎn)化率=3a/8/a=37.5%；

③根據(jù)圖像可知，升高溫度，-log p(SO2)減小，則p(SO2)增大，即升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；

（4）反應(yīng)II中含有少量的銅離子，與鐵粉發(fā)生置換反應(yīng)，鐵粉與銅粉和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，加快鐵粉的反應(yīng)速率，反應(yīng)II速率加快；v=c/t=（8-0.32）×10-4/20=3.84×10-5mol/（Lmin），答案為：Fe與置換出的Cu構(gòu)成原電池，加快NO3-的去除速率；3.84×10-5；