Question

(20分)碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。请回答：

（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少对环境的污染。已知如下信息：

②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式___________________。

（2）在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇，在体积为2L的密闭容器中，充入lmolCO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)   △H<0

测得CO₂（g）和CH₃OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：

①从反应开始到平衡，H₂O的平均反应速率v(H₂O)=_________________________。此反应的平衡常数为_________________。

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_________________(填序号)

A．升高温度               B．将CH₃OH(g)及时液化移出

C．选择高效催化剂         D．再充入1 molCO₂和4molH₂

（3）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：____________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：________________。

（4）①工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO₃^2-)较小的是，用文字和化学用语解释原因__________________。

②废气中的SO₂可用NaOH溶液吸收，吸收SO₂后的碱性溶液还可用于C1₂的尾气处理，吸收C1₂后的溶液仍呈强碱性。则吸收C1₂后的溶液中一定存在的阴离子有OH^-_____、_____；还可能存在SO₃^2-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO₃^2-，理由是：________________(用离子方程式表示)。

Answer

（1）①183KJ·mol-1；② 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-748 KJ·mol-1。

（2）①0.0375 mol/(L·min)；64/3。②BD。

（3）2HSO3-+2e－+2H＋==S2O42-+2H2O ，2NO+2S2O42-+2H2O==N2+ 4HSO3-。

（4）①NH4HSO3，HSO3-H＋+SO32-,NH4＋ 水解使溶液中c(H＋)增大，电离平衡逆向移动，c(SO32-)浓度减小。②Cl－、SO42-；Br2 + 2OH-==Br - + Br O- + H2O。

【解析】

试题分析：（1）①根据题给信息知△H1=945KJ·mol-1+498KJ·mol-1+2×（-630KJ·mol-1）=183KJ·mol-1；②根据盖斯定律：②-①得NO和CO反应生成氮气和二氧化碳的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-748 KJ·mol-1。（2）①由图像知从反应开始到10min达平衡，消耗CO2的物质的量为0.75mol，则生成H2O的物质的量为0.75mol，H2O的平均反应速率v(H2O)=0.75mol/(2L×10min)=0.0375 mol/(L·min)。各物质的平衡浓度为：c(CO2)=0.125mol/L，c(H2)=0.375mol/L，c(CH3OH)=0.375mol/L，c(H2O)=0.375mol/L，此反应的平衡常数K= c(H2O) c(CH3OH)/ c(CO2) c3(H2)=64/3。②A．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，错误；B．将CH3OH(g)及时液化移出，平衡正向移动，正确；C．选择高效催化剂，平衡不移动，错误；D．再充入1 molCO2和4molH2，平衡正向移动，正确，选BD。（3）由题给装置图知电解池的阴极区HSO3-得电子发生还原反应生成S2O42-，电解质溶液呈酸性，阴极的电极反应式：2HSO3-+2e－+2H＋==S2O42-+2H2O 。吸收池中NO与S2O42-反应生成氮气和HSO3-，离子方程式为：2NO+2S2O42-+2H2O==N2+ 4HSO3-。（4）①同浓度的NaHSO3、NH4HSO3两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是NH4HSO3，原因是HSO3-H＋+SO32-,NH4＋ 水解使溶液中c(H＋)增大，电离平衡逆向移动，c(SO32-)浓度减小。②根据题意知吸收SO2后的碱性溶液与C12发生的反应一定有Cl2 +SO32- + H2O==2H＋+SO42- + Cl-，吸收C12后的溶液仍呈强碱性。则吸收C12后的溶液中一定存在的阴离子有OH-、Cl－、SO42-；该溶液中还可能存在SO32-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO32-，理由是：Br2 + 2OH-==Br - + Br O- + H2O。

考点：考查反应热的计算、热化学方程式书写、盖斯定律，化学反应速率和化学平衡，电解原理的应用及离子反应。