Question

（15分）研究碳、氮氧化物的性质与利用具有重要意义。

（1）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量的SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是         。

②由MgO制成的Mg可构成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池的正极反应式为                  ；

（2）化合物甲、乙是两种氮的氧化物且所含元素价态均相同，某温度下相互转化时的量变关系如图2所示：

①甲的化学式是                ；

②图中a、b、c、d四点中，表示反应处于平衡状态的是          。t₁～t₂时间内v_正(乙)      v_逆(甲)（填“＞”“＜”或“＝”）

③反应进行到t₂时刻，改变的条件可能是              。

（3）用H₂或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) = N₂(g) + O₂(g)   △H = -180.5kJ·mol^-1

2H₂O(l) = 2H₂(g) + O₂(g)   △H = +571.6kJ·mol-1

则用H₂催化还原NO消除污染的热化学方程式是                   。

Answer

（1）（1）①2MgSO4 + CO 2MgO + SO2 + CO2 + SO3 （2分）

②ClO- + 2e- + H2O = Cl- + 2OH-（2分）

（2）①NO2 （2分） ②b （2分） ＜ （2分） ③增大NO2浓度（合理均可，2分）

（3）2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △H = -752.1kJ·mol-1 （3分）

【解析】

试题分析：（1）①750℃时，测得气体中含等物质的量的SO2和SO3，则根据原子守恒可知反应中还有氧化镁和CO2生成，因此此时反应的化学方程式是2MgSO4 + CO 2MgO + SO2 + CO2 + SO3 。

②镁是活泼得金属，镁作负极，失去电子。次氯酸根得到电子，在正极放电，因此该电池的正极反应式为ClO- + 2e- + H2O = Cl- + 2OH-；

（2）①根据图像可知，甲与乙在相同时间内如果甲增加0.4mol/L，乙减少0.4mol/L—0.2mol/L＝0.2mol/L，所以甲是NO2，乙是N2O4。

②a、c、d三点中物质得浓度均是变化的，因此一定不是平衡状态。B点物质的浓度不变，说明反应达到平衡状态，所以图中a、b、四点中，表示反应处于平衡状态的是b。t1～t2时间内反应处于平衡状态，则根据方程式N2O42NO2可知v正(乙)＜v逆(甲)。

③反应进行到t2时刻，NO2浓度瞬间增大，N2O4浓度逐渐增大，所以改变的条件可能是增大NO2浓度。

（3）已知：①2NO(g) = N2(g) + O2(g) △H = -180.5kJ·mol-1，②2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) △H = +571.6kJ·mol-1，则根据盖斯定律可知①—②即得到用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式为2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △H = -752.1kJ·mol-1。

考点：考查原电池、外界条件对平衡状态的影响、平衡状态判断以及盖斯定律的应用