Question

14．減少污染、保護(hù)環(huán)境是全世界最熱門的課題．
（1）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料．
已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
則焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol．
②洗滌含SO₂的煙氣．以下物質(zhì)可作洗滌劑的是ac（填序號）：
a．Ca（OH）₂      b．CaCl₂c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）CO在催化劑作用下可以與H₂反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示．
①M(fèi)、N兩點(diǎn)平衡狀態(tài)下，容器中總物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：n（M）_總：n（N）_總=5：4．
②若M、N、Q三點(diǎn)的平衡常數(shù)K_M、K_N、K_Q的大小關(guān)系為K_M=K_N＞K_Q．
（3）催化硝化法可用于治理水中硝酸鹽的污染．催化硝化法中，用H₂將NO${\;}_{3}^{-}$還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強(qiáng)．則該反應(yīng)離子方程式為2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）①利用蓋斯定律，通過已知熱化學(xué)方程式運(yùn)算得目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
②依據(jù)二氧化硫的性質(zhì)：是一種酸性氧化物可以和堿反應(yīng)，二氧化硫溶于水得亞硫酸，酸性強(qiáng)于碳酸，所以可以和碳酸鈉溶液反應(yīng)．
（2）①根據(jù)CO轉(zhuǎn)化率計算參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量變化量，進(jìn)而計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量，據(jù)此解答；
②由圖可知，一定壓強(qiáng)下，溫度越高，K越大；
（3）根據(jù)信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強(qiáng)，即生成氫氧根離子，據(jù)此書寫方程式．

解答 解：（1）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂0 （g）△H=-241.8kJ•mol^-1 ①
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO （g）△H=-110.5kJ•mol^-1②
利用蓋斯定律將方程式變形：②-①得 C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol；
②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能夠與堿反應(yīng)：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；二氧化硫水溶液是亞硫酸所以也能夠與碳酸鈉反應(yīng)：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑所以可以用氫氧化鈣溶液和碳酸鈉溶液做洗滌劑；二氧化硫與氯化鈣溶液不反應(yīng)，且在亞硫酸氫鈉溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化鈣和亞硫酸氫鈉溶液做洗滌液，故答案為：ac；
（2）①A點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，則參加反應(yīng)的CO為10mol×0.5=5mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質(zhì)的量減少
1 2
5mol 10mol
故A點(diǎn)平衡時，混合氣體總的物質(zhì)的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率為0.7，則參加反應(yīng)的CO為10mol×0.7=7mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質(zhì)的量減少
1 2
7mol 14mol
故B點(diǎn)平衡時，混合氣體總的物質(zhì)的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B兩點(diǎn)時容器內(nèi)總氣體的物質(zhì)的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，
故答案為：5：4；
②由圖可知，一定壓強(qiáng)下，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，說明升高穩(wěn)定平衡向逆反應(yīng)方向移動，Q的溫度高于N點(diǎn)，故平衡常數(shù)K_M＞K_Q=K_N，
故C答案為：K_M=K_N＞K_Q；
（3）根據(jù)信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強(qiáng)，即生成氫氧根離子，發(fā)生的反應(yīng)為：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O，
故答案為：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O．

點(diǎn)評 本題綜合考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡圖象，涉及化學(xué)平衡影響因素及有關(guān)計算、電化學(xué)和熱化學(xué)的綜合知識，注意知識的歸納和整理是關(guān)鍵，難度不大．