Question

【題目】運用化學反應原理消除工業污染，保護生態環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，發生反應：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時反應達到平衡狀態，此時氣體總體積為8L。

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

②此溫度下，該反應的K= 。

③相同條件下，若將0.5nmolSO2與0.5nmolCl2充入該容器，到達平衡狀態時，混合物中SO2Cl2的物質的量是 。

（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陰極的電極反應式為 。

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

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

（2）根據三段式求解可得：

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

起始（mol） n n 0

轉化（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平衡常數等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積，故此溫度下，該反應的化學平衡常數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，則到達平衡狀態時與原平衡等效，故將0.5n mol SO2與 0.5n mol Cl2充入該容器，到達平衡狀態時，混合物中SO2Cl2的物質的量是0.2n mol；

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

（4）①由圖可知，b極上HSO3-得電子發生還原反應生成S2O42-，則a電極為正極，b電極為負極，陰極的電極反應式為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轉化為無害氣體N2，同時自身被氧化為SO32-，則該反應的離子方程式為4S2O42-+ 2NO2+8OH= 8SO32-+N2+4H2O。