Question

治理大气和水体污染对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。

（1）CO泄漏会导致人体中毒，用于检测CO的传感器的工作原理如图所示：写出电极I上发生的反应式：__。

工作一段时间后溶液中H₂SO₄的浓度__(填“变大”、“变小”或“不变”)

（2）用O₂氧化HCl制取Cl₂，可提高效益，减少污染。反应为：4HCl(g)+O₂(g)2Cl₂(g)+2H₂O(g)   ∆H，通过控制条件，分两步循环进行，可使HCl转化率接近100%，其原理如图所示：

过程I的反应为：2HCl(g)+CuO(s)CuCl₂(s)+H₂O(g)    ∆H₁

过程II反应的热化学方程式（∆H₂用含有∆H和∆H₁的代数式表示）__。

（3）在温度T₀℃，容积为1L的绝热容器中，充入0.2molNO₂，发生反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)   ∆H<0，容器中NO₂的相关量随时间变化如图所示。

①反应到6s时，NO₂的转化率是__。

②根据图示，以下各点表示反应达到平衡状态的是__。

a.X     b.Y     c.Z     d.W

③0~3s内容器中NO₂的反应速率增大，而3s后容器中NO₂的反应速率减小了，原因是__。

④此容器中反应达平衡时，温度若为T₁℃，此温度下的平衡常数K═__。

（4）工业上可用Na₂SO₃溶液吸收法处理SO₂，25℃时用1mol•L^-1的Na₂SO₃溶液吸收SO₂，当溶液pH═7时，溶液中各离子浓度的大小关系为：c(Na⁺)＞c(HSO₃^-)＞c(SO₃^2-)＞c(H⁺)═c(OH^-)。（已知25℃时：H₂SO₃的电离常数K_a1═1.3×10^-2，K_a2═6.2×10^-8）请结合所学理论通过计算说明c(HSO₃^-)＞c(SO₃^2-)的原因___。

Answer

CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 不变 2CuCl2(s)+O2(g)═2CuO(s)+2Cl2(g) ∆H2═∆H-2∆H1 80% d 反应放热，体系的温度升高，反应速率加快，后来NO2浓度减小，反应速率随之减小 225 根据Ka2═c(SO32-)•c(H+)/c(HSO3-)=6.2×10-8，将c(H+)═1.0×10-7代入得出c(SO32-)/c(HSO3-)═6.2×10-1<1，所以c(HSO3-)＞c(SO32-)

【解析】

(1)根据图示可知电极I上CO失电子被氧化为CO2，电解质溶液为硫酸溶液，所以电极方程式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+；电极Ⅱ上氧气被还原生成水，电极方程式为O2+4e-+4H+=2H2O，所以总反应为2CO+O2=2CO2，不影响硫酸的浓度，即硫酸的浓度不变；

(2)总反应为4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ∆H ①；

过程I的反应为：2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) ∆H1 ②；

根据盖斯定律①-②×2可得过程II反应的热化学方程式为2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) ∆H2=∆H-2∆H1，因整个过程中HCl的转化率接近100%，所以过程II用“=”；

(3)①据图可知6s时，c(NO2)=0.05mol/L，初始c(NO2)=0.20mol/L，所以转化率为=80%；

②据图可知X、Y、Z三个点速率还在随时间发生改变，W点速率不在改变，所以W点可以表示反应达到平衡状态，所以选d；

③该反应放热，随反应进行体系内温度升高，反应速率加快，但后来NO2的浓度减小，浓度对反应速率的影响占主导，所以反应速率减慢；

④据图可知平衡时c(NO2)=0.02mol/L，则△c(NO2)=0.20mol-0.02mol/L=0.18mol/L，根据方程式可知平衡时c(N2O4)=0.09mol/L，所以平衡常数K==225；

(4)根据Ka2==6.2×10-8，将c(H+)=1.0×10-7代入得出=6.2×10-1<1，所以c(HSO3-)＞c(SO32-)。