Question

【題目】運用化學(xué)反應(yīng)原理消除工業(yè)污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有非常重要的意義。

（1）采取熱還原法，用碳粉可將氮氧化物還原。

已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.6kJ·mol－1；

②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5kJ·mol－1。

則反應(yīng)C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) △H= kJ·mol－1。

（2）在催化劑作用下，將nmolSO2與nmolCl2充入容積可變的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)+ Cl2(g) SO2Cl2(g)(硫酰氯)，并始終保持溫度為T，壓強為p。起始時氣體總體積為10L，tmin時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時氣體總體積為8L。

①在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示。則v(SO2)= ___ mol/min。

②此溫度下，該反應(yīng)的K= 。

③相同條件下，若將0.5nmolSO2與0.5nmolCl2充入該容器，到達(dá)平衡狀態(tài)時，混合物中SO2Cl2的物質(zhì)的量是 。

（3）利用氨水可以將SO2和NO2吸收，原理如圖所示：

NO2被吸收的離子方程式是 。

（4）利用如下圖所示裝置（電極均為惰性電極）也可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2。

①陰極的電極反應(yīng)式為 。

②在堿性條件下，用陰極排除的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無害氣體，同時有SO32－生成。該反應(yīng)的離子方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）574.1；

（2）① ② ③0.2n mol

（3）2NO2+4HSO3=N2+4SO42-+4H+

（4）①2HSO3-+2H++2e= S2O42-+2H2O ；②4S2O42-+ 2NO2+8OH=8SO32-+N2+4H2O

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，②①，整理可得：C(s)+2NO(g) ==CO2(g)+N2(g) ΔH=574.1kJ/mol。

（2）根據(jù)三段式求解可得：

SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g)

起始（mol） n n 0

轉(zhuǎn)化（mol） x x x

平衡（mol） n-x n-x x

由同溫同壓下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比可知：，解得0.4n mol。

①由上述計算可知，v(SO2)mol/min。②平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，故此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=。③由上述計算可知，將n mol SO2與n mol Cl2充入容積可變的密閉容器中，得到SO2Cl2 0.4n mol，恒溫恒壓條件下，將0.5n mol SO2與 0.5n mol Cl2充入該容器，與原平衡比值相同，則到達(dá)平衡狀態(tài)時與原平衡等效，故將0.5n mol SO2與 0.5n mol Cl2充入該容器，到達(dá)平衡狀態(tài)時，混合物中SO2Cl2的物質(zhì)的量是0.2n mol；

（3）SO2與氨水混合發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NH4HSO3，向該溶液中通入NO2氣體，與NH4HSO3電離產(chǎn)生的HSO3-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式：2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+；

（4）①由圖可知，b極上HSO3-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成S2O42-，則a電極為正極，b電極為負(fù)極，陰極的電極反應(yīng)式為2HSO3-+2H++2e= S2O42-+2H2O；②陰極排出的溶液中含有S2O42-，在堿性條件下，使NO2轉(zhuǎn)化為無害氣體N2，同時自身被氧化為SO32-，則該反應(yīng)的離子方程式為4S2O42-+ 2NO2+8OH= 8SO32-+N2+4H2O。