Question

近年來(lái)大氣問(wèn)題受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注．按要求回答下列問(wèn)題：

Ⅰ．實(shí)現(xiàn)反應(yīng)CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g），△H0，對(duì)減少溫室氣體排放和減緩燃料危機(jī)具有重要意義．在2L密閉容器中，通入5mol CH4與5mol CO2的混合氣體，一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1．

則p1、p2、p3、p4由大到小的順序　P4＞P3＞P2＞P1　，該反應(yīng)的正反應(yīng)是　吸熱�。ㄌ睢拔鼰帷被颉胺艧帷保┓磻�(yīng)，當(dāng)1000℃甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=　1024�。�

Ⅱ．PM2.5污染與直接排放化石燃燒產(chǎn)生的煙氣有關(guān)，化石燃料燃燒同時(shí)放出大量的SO2和NOx．

（1）處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx．

CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣574kJ•mol﹣1

CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=﹣1160kJ•mol﹣1

CH4（g）+2NO2 （g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3

則△H3=　﹣867kJ•mol﹣1　，如果三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)依次為K1、K2、K3，則K3=　�。ㄓ肒1、K2表示）

（2）實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液吸收SO2，某小組同學(xué)在室溫下，用pH傳感器測(cè)定向20mL0.1mol•L﹣1NaOH溶液通入SO2過(guò)程中的pH變化曲線如圖2所示．

①ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O�。�

②已知d點(diǎn)時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaHSO3，此時(shí)溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椤�c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣）　，如果NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh=1×10﹣12mol•L﹣1，則該溫度下H2SO3的第一步電離平衡常數(shù)Ka=　10﹣2mol•L﹣1�。�

Answer 1

考點(diǎn)：

轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算；化學(xué)平衡常數(shù)的含義；離子濃度大小的比較．.
專題：	化學(xué)反應(yīng)中的能量變化；化學(xué)平衡專題；電離平衡與溶液的pH專題．
分析：	Ⅰ、由圖可知，溫度一定時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），據(jù)此結(jié)合方程式判斷壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行解答； 由圖1可知，壓強(qiáng)為P4、1100℃的條件下，該反應(yīng)5min時(shí)達(dá)到平衡X點(diǎn)，是甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，據(jù)此計(jì)算甲烷的濃度變化量，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)； Ⅱ、（1）依據(jù)已知的熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律解答； （2）①向20mL0.1mol•L﹣1NaOH溶液通入SO2過(guò)程中首先發(fā)生SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O，其次發(fā)生SO2+SO32﹣+H2O=2HSO3﹣；據(jù)此分析； ②d點(diǎn)時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaHSO3，HSO3﹣電離大于水解溶液呈酸性；H2SO3的第一步電離平衡常數(shù)Ka=，NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh=，據(jù)此分析．
解答：	解：Ⅰ、由圖可知，溫度一定時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，故壓強(qiáng)P4＞P3＞P2＞P1，由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高甲烷的轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；由圖1可知，當(dāng)1000℃甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%時(shí)，               CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）， 開(kāi)始（mol/L）：2.5      2.5      0        0 變化（mol/L）：2.5×80%=2  2     4        4 平衡（mol/L）：0.5     0.5     4        4 該溫度下平衡常數(shù)k==1024； 故答案為：P4＞P3＞P2＞P1；吸熱，1024； Ⅱ．（1）①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣574kJ•mol﹣1 ②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣1160kJ•mol﹣1 由蓋斯定律（①+②）÷2得到CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867kJ•mol﹣1，如果三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)依次為K1、K2、K3，則K3= ，故答案為：﹣867kJ•mol﹣1；； （2）①向20mL0.1mol•L﹣1NaOH溶液通入SO2過(guò)程中首先發(fā)生SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O，其次發(fā)生SO2+SO32﹣+H2O=2HSO3﹣；所以ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O，故答案為：SO2+2OH﹣=SO32﹣+H2O； ②d點(diǎn)時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaHSO3，HSO3﹣電離大于水解溶液呈酸性，所以溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣）；H2SO3的第一步電離平衡常數(shù)Ka=，NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh=，所以Ka==10﹣2 mol•L﹣1， 故答案為：c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣），10﹣2 mol•L﹣1．
點(diǎn)評(píng)：	本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡圖象及其平衡常數(shù)的計(jì)算、溶液中的離子濃度的比較等，題目綜合性較大，難度中等．