Question

【題目】硫的氧化物、氮的氧化物是嚴重的大氣污染物，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化器，發生如下反應：

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

（l）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mol

化學鍵	O=O	C=O	C≡O	N≡N
鍵能（kJ/mol）

則反應：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生反應：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，反應中N2的物質的量濃度的變化情況如下左圖所示，從反應開始到平衡時，NO的平均反應速率v(NO)=______。

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

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

（4）SO2可用氫氧化鈉來吸收。現有0.4molSO2，若用200mL 3mol·L-1NaOH溶液將其完全吸收，生成物為_____（填化學式）。經測定所得溶液呈酸性，則溶液中離子濃度由大到小的順序為________。

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

（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構，分子中存在兩個碳氧雙鍵，二氧化碳的結構式為O=C=O，圖表中的C≡O為CO，反應焓變=反應物總鍵能-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），反應焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能計算該反應的焓變，根據圖表中的數據可知△H3=(497+2×1072-803×4) kJ/mol =-571kJ/mol；依據蓋斯定律：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）根據圖像可知反應進行到4min時達到平衡狀態，氮氣是0.10mol/L，因此根據方程式可知消耗NO是0.20mol/L，則NO的平均反應速率v(NO)= 0.20mol/L÷4min＝0.05mol·L-1·min-1；

（3）①A點沒有達到平衡狀態，B點達到平衡狀態，所以A點的逆反應速率v逆(CO2)＜B點的正反應速率為v正(CO2)。

（4）氫氧化鈉是0.6mol， SO2是0.4mol，二者的物質的量之比是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為（Na+）>c（SO32-）>c（HSO3-）>c（H+）>c（OH-）。

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

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