Question

环境问题已成为全球普遍的热门话题。

（1）氮氧化物是空气的主要污染源之一。可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH₄(g)+2NO₂(g)= N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH₁= -867 kJ·mol^-1

CH₄(g)+4NO₂(g)= 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH₂= -564 kJ·mol^-1

则CH₄将NO还原为N₂的热化学方程式为                       。

（2）催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，用H₂在催化剂表面将NO₃^－还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则反应的离子方程式为                        。

（3）居室装修材料会挥发出甲醛，污染空气。通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的工作原理如图所示，其负极电极反应式为                 。

（4）排放到大气中的SO₂会形成硫酸型酸雨，SO₂形成酸雨的化学方程式为                 。燃煤火电发电厂的尾气中含SO₂，常用Na₂SO₃溶液或氨水吸收尾气，生成NaHSO₃ 或NH₄HSO₃，已知NaHSO₃溶液显酸性，则其溶液中离子浓度大小关系为                 。

（5）已知25℃时，Ksp(BaSO₄) =1.0 ×10^－10mol²·L^-2 。现将4.0×10^－4mo1/L 的Na₂SO₄ 溶液与一定浓度的BaCl₂溶液等体积混合生成沉淀，计算应加入BaCl₂溶液的最小浓度为_________。

Answer

（1）CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1170kJ·mol-1

（2）①2NO3-+5H2N2+4H2O+2OH-

（3）HCHO+H2O-4e-=CO2↑+4H+

（4）SO2+H2OH2SO3；2H2SO3+O2=2H2SO4

（或2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4）

c(Na+)＞c(HSO3－)＞c(H+)＞c(SO32－)＞c(OH－)

（5）1.0×10-6mo1/L

【解析】

试题分析：（1）①CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -867 kJ·mol-1

②CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2= -564 kJ·mol-1；

根据盖斯定律①×2－②得CH4将NO还原为N2的热化学方程式为

CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH= -1170 kJ·mol-1；

（2）①H2在催化剂表面将NO3－还原为N2，溶液的碱性明显增强说明生成OH-，反应的离子方程式为2NO3-+5H2 N2+4H2O+2OH-；（3）根据图示，甲醛在负极被氧化为二氧化碳，负极电极反应式为HCHO + H2O- 4e-=CO2↑+4H+；（4）SO2形成酸雨的化学方程式为SO2 + H2O H2SO3；2H2SO3 +O2 = 2H2SO4（或2SO2 + O2 2SO3 SO3 +H2O = H2SO4）；NaHSO3溶液显酸性，说明HSO3－的电离程度大于水解程度，则其溶液中离子浓度大小关系为c(Na+) ＞ c(HSO3－) ＞ c(H+) ＞ c(SO32－) ＞ c(OH－)；（5）设BaCl2溶液的最小浓度为c mo1/L，则=，c>1.0×10-6mo1/L。

考点：本题考查化学反应中的能量变化、电化学、水溶液。