Question

【題目】硫的氧化物、氮的氧化物是嚴(yán)重的大氣污染物，可以通過以下方法處理：

催化還原法：如在汽車排氣管上安裝一個催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)：

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

（l）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mol

化學(xué)鍵	O=O	C=O	C≡O(shè)	N≡N
鍵能（kJ/mol）

則反應(yīng)：2N0(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=________kJ/mol。

（2）氮氧化物和碳氧化物在催化劑作用下可發(fā)生反應(yīng)：2C0+2NO(g) N2+2CO2，在體積為1L的密閉容積中，加入0.80mol的CO和0.80 mol的NO，反應(yīng)中N2的物質(zhì)的量濃度的變化情況如下左圖所示，從反應(yīng)開始到平衡時，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=______。

（3）用CO2合成二甲醚的化學(xué)反應(yīng)是：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H>0。合成二甲醚時，當(dāng)氫氣與二氧化碳的物質(zhì)的量之比為4:l, CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。

①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)_____B點(diǎn)的正反應(yīng)速率為v正(CO2)（填“>”、“<”或 “=”）。

（4）SO2可用氫氧化鈉來吸收�，F(xiàn)有0.4molSO2，若用200mL 3mol·L-1NaOH溶液將其完全吸收，生成物為_____（填化學(xué)式）。經(jīng)測定所得溶液呈酸性，則溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>________。

（5）CO可制做燃料電池，以KOH溶液作電解質(zhì)，向兩極分別充入CO和空氣，工作過程中，負(fù)極反應(yīng)方程式為：_________。

（6）己知常溫下Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38。若某氫氧化鎂溶液的PH=9，則該溶液中c(Fe3+)最大為_________。

Answer 1

【答案】 -751 0.05mol﹒L-1﹒min-1 < Na2SO3，NaHSO3 c（Na+）>c（SO32-）>c（HSO3-）>c（H+）>c（OH-） CO - 2e- + 4OH- = CO32- + 2H2O C（Fe3+）= 4.0×10—23

【解析】（1）二氧化碳為直線型結(jié)構(gòu)，分子中存在兩個碳氧雙鍵，二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，圖表中的C≡O(shè)為CO，反應(yīng)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，①N2（g）+O2（g）2NO（g）；

②2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）；①+②得：③2CO（g）+O2（g）2CO2（g），則③2CO（g）+O2（g）2CO2（g），反應(yīng)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計算該反應(yīng)的焓變，根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)可知△H3=(497+2×1072-803×4) kJ/mol =-571kJ/mol；依據(jù)蓋斯定律：③2CO（g）+O2（g）2CO2（g）△H3=-571kJ/mol；①N2（g）+O2（g）2NO（g）△H=+180kJ/mol；則③-①得：②2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g），則其焓變值△H2=△H3-△H1=-571 kJ/mol -180 kJ/mol=-751kJ/mol；

（2）根據(jù)圖像可知反應(yīng)進(jìn)行到4min時達(dá)到平衡狀態(tài)，氮?dú)馐?.10mol/L，因此根據(jù)方程式可知消耗NO是0.20mol/L，則NO的平均反應(yīng)速率v(NO)= 0.20mol/L÷4min＝0.05mol·L-1·min-1；

（3）①A點(diǎn)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，B點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)＜B點(diǎn)的正反應(yīng)速率為v正(CO2)。

（4）氫氧化鈉是0.6mol， SO2是0.4mol，二者的物質(zhì)的量之比是3：2，介于1：1和2：1之間，所以生成物是亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合物，且二者均是0.2mol。經(jīng)測定所得溶液呈酸性，這說明亞硫酸氫根離子的電離程度大于亞硫酸根離子的水解程度，則溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椋∟a+）>c（SO32-）>c（HSO3-）>c（H+）>c（OH-）。

（5）原電池的負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，即CO在負(fù)極通入，電解質(zhì)溶液顯堿性，則負(fù)極反應(yīng)方程式為CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O。

（6）溶液中氫氧根濃度是10－5mol/L，所以根據(jù)氫氧化鐵的溶度積常數(shù)可知溶液中鐵離子濃度是。