Question

6．為應(yīng)對(duì)環(huán)境污染，使得對(duì)如何減少煤燃燒和汽車(chē)尾氣中各種含碳、氮、硫等氣體的排放，及有效地開(kāi)發(fā)利用碳資源的研究顯得更加緊迫．
（1）為減少煤燃燒中廢氣的排放，常將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料．請(qǐng)寫(xiě)出焦炭與水蒸氣高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
（2）選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┰诟邷叵驴蓪⑵��?chē)尾氣中的 CO、NO轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體．
已知：①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₁=-566kJ?mol^-1
②2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-746kJ?mol^-1
則反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）的△H=+180kJ?mol^-1．
（3）在一定溫度下，向1L密閉容器中充入0.5mol NO、2mol CO，發(fā)生上述反應(yīng)②，20s反應(yīng)達(dá)平衡，此時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.6mol．在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.25．
（4）NO₂會(huì)污染環(huán)境，可用NaOH溶液吸收NO₂并生成等量的NaNO₃和NaNO₂．此反應(yīng)的離子方程式是2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O；恰好反應(yīng)后，所得溶液呈弱堿性，則溶液中離子濃度大小關(guān)系是 c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量和原子守恒，焦炭與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成兩種可燃性氣體，據(jù)此書(shū)寫(xiě)方程式；
（2）據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算；
（3）結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，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得到；
（4）反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)變化，則N的化合價(jià)分別由+4價(jià)變化為+5價(jià)和+3價(jià)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子書(shū)寫(xiě)離子方程式，生成等量的NaNO₃和NaNO₂，二者濃度相等，NO₂^-水解溶液呈堿性．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量和原子守恒，焦炭與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成兩種可燃性氣體為CO和H₂，則反應(yīng)的方程式為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，
故答案為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；
（2）①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566kJ?mol^-1
②2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-746kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①-②得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=（-566+746）=+180KJ/mol，
故答案為：+180；
（3）在一定溫度下，向1L密閉容器中充入0.5mol NO、2mol CO，發(fā)生上述反應(yīng)②，20S反應(yīng)達(dá)平衡，此時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.6mol，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：
                      2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol） 0.5             2               0              0
變化量（mol） 0.4            0.4             0.2          0.4
平衡量（mol） 0.1           1.6              0.2           0.4
體積為1L，物質(zhì)的量數(shù)值為濃度數(shù)值，計(jì)算得到平衡常數(shù)K=$\frac{0.2×0．{4}^{2}}{0．{1}^{2}×1．{6}^{2}}$=1.25；
故答案為：1.25；
（4）用NaOH溶液吸收NO₂，反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)變化，則N的化合價(jià)分別由+4價(jià)變化為+5價(jià)和+3價(jià)，轉(zhuǎn)移電子1mol，生成等量的NaNO₃和NaNO₂，反應(yīng)的離子方程式為：2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O，二者濃度相等，NO₂^-水解溶液呈堿性，所得溶液中的離子濃度大小關(guān)系為c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O；c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法、蓋斯定律計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、離子濃度大小比較等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．