Question

减少污染、保护环境是当前全世界最热门的课题，习近平主席在中共中央政治局第六次集体学习时强调，要清醒认识保护生态环境、治理环境污染的紧迫性和艰巨性。

（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)＝H₂O(g)  ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1

C(s)＋1/2O₂(g)＝CO(g)   ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1

则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为                       。

②可以用含下列那些物质的洗涤剂来洗涤含SO₂的烟气         （填序号）：

a．Ca(OH)₂         b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃

（2）CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

① M、N两点平衡状态下，容器中所有物质的总的物质的量之比为：n(M)_总：n(N)_总=    。

② 若M、N、Q三点的平衡常数为K_M、K_N、K_Q，则三者大小关系为         。（用>,=,<表示）

（3）催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

①催化硝化法中，用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为                。

②电化学降解NO₃^-的原理如前图所示，电源正极为     （填“a”或“b”）；若总反应为4NO₃^-+4H⁺＝5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应式为                   。

Answer

（1）① C(s)+H2O(g) ＝ CO(g) +H2(g) ΔH＝+131.3kJ·mol－1② a c（2）① 5：4 ②KM=KN>KQ

（3）① 2NO3－+5H2N2+2OH－+4H2O ② a 2 NO3－+12 H++10e－= N2↑+6H2O

【解析】

试题分析：（1）①H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1、②C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1，根据盖斯定律②-①得C(s)+H2O(g) ＝ CO(g) +H2(g)ΔH＝+131.3kJ·mol－1；

②二氧化硫是酸性氧化物，所以具有酸性氧化物的通性能够与碱反应：SO2+Ca(OH)2 =CaSO3↓+H2O；二氧化硫水溶液是亚硫酸所以也能够与碳酸钠反应：SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑，所以可以用氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液做洗涤剂；二氧化硫与氯化钙溶液不反应，且在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化钙和亚硫酸氢钠溶液做洗涤液，答案选ac；

（2）①A点CO的转化率为0.5，则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol，则：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）气体物质的量减少

1 2

5mol 10mol

A点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol，

B点CO的转化率为0.7，则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol，则：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）气体物质的量减少

1 2

7mol 14mol

B点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol

A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4。

②由图可知，一定压强下，温度越高，CO的转化率越低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，Q的温度高于N点，平衡常数KM=KN>KQ。

（3）①根据信息：用H2将NO3-还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强，即生成氢氧根离子，发生的反应为2NO3－+5H2N2+2OH－+4H2O。

②根据装置图示可以看出，右端电极上发生得电子的还原反应，即为阴极，反应式为：2 NO3－+12 H++10e－= N2↑+6H2O，所以b是负极，a是正极。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡图象，化学平衡的影响因素，电化学等知识。