Question

6．研究 NO_^x、SO₂、CO 等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）處理含 CO、SO₂ 煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì) S．已知：1molCO（g）與適量的 SO₂（g）反應(yīng)生成 S（s）和 CO₂（g）時(shí)，放出 135kJ 的熱量，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol．
（2）氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w，用  CO（g）處理  NO₂（g）的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系
如圖所示．
標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCO 和 NO₂發(fā)生上述反應(yīng)．整個(gè)過(guò)程中，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，放出的熱量為0.025akJ（用含有 a 的代數(shù)式表示）．
（3）用 CH₄ 催化還原 NO_^x也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H1=-574kJ/mol
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H2
若 1molCH₄（g）直接將 NO₂（g）還原至 N₂（g），整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為 867kJ，則△H2=-1160KJ/mol．
A．向水中加入 NaHCO₃ 固體B．向水中加入 NaHSO₄ 固體
C．加熱至 100℃D．向水中加入（NH₄）₂ SO₄固體
（4）若將等 pH、等體積的 NaOH 溶液和 NH₃•H₂O 溶液分別加水稀釋 m 倍、n 倍，稀釋后兩種溶 液的 pH 仍相等，則 m＜n（填“＜”“＞”或“=”）．
（5）等物質(zhì)的量濃度的下列溶液：①NaCl ②NaOH ③CH₃COOH ④HCl ⑤CH₃COONa ⑥Ba（OH）₂，pH 由大到小的順序?yàn)棰蔻冖茛佗邰埽ㄌ钚蛱?hào)）．

Answer 1

分析 （1）注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（2）發(fā)生反應(yīng)：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，計(jì)算CO物質(zhì)的量，根據(jù)C元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；由圖可知4mol CO反應(yīng)時(shí)放出熱量為a kJ，進(jìn)而計(jì)算放出熱量；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1；
（4）NH₃•H₂O 是弱電解質(zhì)，NaOH 是強(qiáng)電解質(zhì)，NH₃•H₂O 存在電離平衡，NaOH 不存在電離平衡，將等pH的NH₃•H₂O 和NaOH 稀釋后溶液的pH仍然相等，則NH₃•H₂O 稀釋的倍數(shù)大于NaOH；
（5）先將物質(zhì)的按照堿、鹽、酸的順序分類，再根據(jù)鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)比較pH，再按照溶液中氫離子濃度越大，則其pH越小，按照溶液中氫離子濃度由小到大順序進(jìn)行排列．

解答 解：（1）已知1molCO（g）與適量的SO₂（g）反應(yīng)生成S（s）和CO₂（g）時(shí)，放出135kJ的熱量，因此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol，
故答案為：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol；
（2）發(fā)生反應(yīng)：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，CO物質(zhì)的量為$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)C元素化合價(jià)變化可知轉(zhuǎn)移電子為1mol×2=2mol；由圖可知4mol CO反應(yīng)時(shí)放出熱量為a kJ，則0.1mol CO反應(yīng)放出的熱量為a kJ×$\frac{0.1mol}{4mol}$=0.025a kJ，
故答案為：2；0.025a；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1，則（-574KJ•mol^-1+△H₂）×$\frac{1}{2}$=-867KJ•mol^-1，
解得△H₂=-1160KJ/mol，
故答案為：-1160KJ/mol；
（4）NH₃•H₂O 是弱電解質(zhì)，NaOH 是強(qiáng)電解質(zhì)，NH₃•H₂O 存在電離平衡NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，NaOH 不存在電離平衡，若將等 pH、等體積的 NaOH 溶液和 NH₃•H₂O 溶液分別加水稀釋 m 倍、n 倍，稀釋后溶液的pH仍然相等，則NaOH 稀釋的倍數(shù)小于NH₃•H₂O，
故答案為：＜；
（5）等物質(zhì)的量濃度的下列溶液：①NaCl ②NaOH ③CH₃COOH ④HCl ⑤CH₃COONa ⑥Ba（OH）₂，
屬于堿的為：⑥Ba（OH）₂②NaOH，濃度相同時(shí)，堿性及pH為⑥＞②；
水解呈堿性的為：⑤CH₃COONa，
溶液呈中性的為：①NaCl；
溶液呈酸性的有：③CH₃COOH ④HCl，HCl完全電離為一元強(qiáng)酸，CH₃COOH 為一元弱酸，濃度相同時(shí)，溶液的pH：③＞④，
綜合以上分析可知，溶液的pH由大到小的順序是為：⑥②⑤①③④，
故答案為：⑥②⑤①③④．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式書寫、溶液的稀釋、溶液pH的大小比較等知識(shí)，注意對(duì)蓋斯定律理解與靈活應(yīng)用，題目難度中等．