Question

【題目】環境問題已成為全球普遍的熱門話題。

（1）氮氧化物是空氣的主要污染源之一。可利用甲烷催化還原氮氧化物。已知：

CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -867 kJ·mol-1

CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2= -564 kJ·mol-1

則CH4將NO還原為N2的熱化學方程式為 。

（2）催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。催化反硝化法中，用H2在催化劑表面將NO3－還原為N2，一段時間后，溶液的堿性明顯增強。則反應的離子方程式為 。

（3）居室裝修材料會揮發出甲醛，污染空氣。通過傳感器可以監測空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的工作原理如圖所示，其負極電極反應式為 。

（4）排放到大氣中的SO2會形成硫酸型酸雨，SO2形成酸雨的化學方程式為 。燃煤火電發電廠的尾氣中含SO2，常用Na2SO3溶液或氨水吸收尾氣，生成NaHSO3 或NH4HSO3，已知NaHSO3溶液顯酸性，則其溶液中離子濃度大小關系為 。

（5）已知25℃時，Ksp(BaSO4) =1.0 ×10－10mol2·L-2 。現將4.0×10－4mo1/L 的Na2SO4 溶液與一定濃度的BaCl2溶液等體積混合生成沉淀，計算應加入BaCl2溶液的最小濃度為_________。

Answer 1

【答案】（1）CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1170kJ·mol-1

（2）①2NO3-+5H2N2+4H2O+2OH-

（3）HCHO+H2O-4e-=CO2↑+4H+

（4）SO2+H2OH2SO3；2H2SO3+O2=2H2SO4

（或2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4）

c(Na+)＞c(HSO3－)＞c(H+)＞c(SO32－)＞c(OH－)

（5）1.0×10-6mo1/L

【解析】

試題分析：（1）①CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -867 kJ·mol-1

②CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2= -564 kJ·mol-1；

根據蓋斯定律①×2－②得CH4將NO還原為N2的熱化學方程式為

CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH= -1170 kJ·mol-1；

（2）①H2在催化劑表面將NO3－還原為N2，溶液的堿性明顯增強說明生成OH-，反應的離子方程式為2NO3-+5H2 N2+4H2O+2OH-；（3）根據圖示，甲醛在負極被氧化為二氧化碳，負極電極反應式為HCHO + H2O- 4e-=CO2↑+4H+；（4）SO2形成酸雨的化學方程式為SO2 + H2O H2SO3；2H2SO3 +O2 = 2H2SO4（或2SO2 + O2 2SO3 SO3 +H2O = H2SO4）；NaHSO3溶液顯酸性，說明HSO3－的電離程度大于水解程度，則其溶液中離子濃度大小關系為c(Na+) ＞ c(HSO3－) ＞ c(H+) ＞ c(SO32－) ＞ c(OH－)；（5）設BaCl2溶液的最小濃度為c mo1/L，則=，c>1.0×10-6mo1/L。