Question

【題目】治理大氣和水體污染對建設(shè)美麗家鄉(xiāng)，打造宜居環(huán)境具有重要意義。

（1）CO泄漏會導致人體中毒，用于檢測CO的傳感器的工作原理如圖所示：寫出電極I上發(fā)生的反應式：__。

工作一段時間后溶液中H2SO4的濃度__(填“變大”、“變小”或“不變”)

（2）用O2氧化HCl制取Cl2，可提高效益，減少污染。反應為：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) H，通過控制條件，分兩步循環(huán)進行，可使HCl轉(zhuǎn)化率接近100%，其原理如圖所示：

過程I的反應為：2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) H1

過程II反應的熱化學方程式（H2用含有H和H1的代數(shù)式表示）__。

（3）在溫度T0℃，容積為1L的絕熱容器中，充入0.2molNO2，發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g) H<0，容器中NO2的相關(guān)量隨時間變化如圖所示。

①反應到6s時，NO2的轉(zhuǎn)化率是__。

②根據(jù)圖示，以下各點表示反應達到平衡狀態(tài)的是__。

a.X b.Y c.Z d.W

③0~3s內(nèi)容器中NO2的反應速率增大，而3s后容器中NO2的反應速率減小了，原因是__。

④此容器中反應達平衡時，溫度若為T1℃，此溫度下的平衡常數(shù)K═__。

（4）工業(yè)上可用Na2SO3溶液吸收法處理SO2，25℃時用1molL-1的Na2SO3溶液吸收SO2，當溶液pH═7時，溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為：c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H+)═c(OH-)。（已知25℃時：H2SO3的電離常數(shù)Ka1═1.3×10-2，Ka2═6.2×10-8）請結(jié)合所學理論通過計算說明c(HSO3-)＞c(SO32-)的原因___。

Answer 1

【答案】CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 不變 2CuCl2(s)+O2(g)═2CuO(s)+2Cl2(g) H2═H-2H1 80% d 反應放熱，體系的溫度升高，反應速率加快，后來NO2濃度減小，反應速率隨之減小 225 根據(jù)Ka2═c(SO32-)c(H+)/c(HSO3-)=6.2×10-8，將c(H+)═1.0×10-7代入得出c(SO32-)/c(HSO3-)═6.2×10-1<1，所以c(HSO3-)＞c(SO32-)

【解析】

(1)根據(jù)圖示可知電極I上CO失電子被氧化為CO2，電解質(zhì)溶液為硫酸溶液，所以電極方程式為CO-2e-+H2O=CO2+2H+；電極Ⅱ上氧氣被還原生成水，電極方程式為O2+4e-+4H+=2H2O，所以總反應為2CO+O2=2CO2，不影響硫酸的濃度，即硫酸的濃度不變；

(2)總反應為4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) H ①；

過程I的反應為：2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) H1 ②；

根據(jù)蓋斯定律①-②×2可得過程II反應的熱化學方程式為2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) H2=H-2H1，因整個過程中HCl的轉(zhuǎn)化率接近100%，所以過程II用“=”；

(3)①據(jù)圖可知6s時，c(NO2)=0.05mol/L，初始c(NO2)=0.20mol/L，所以轉(zhuǎn)化率為=80%；

②據(jù)圖可知X、Y、Z三個點速率還在隨時間發(fā)生改變，W點速率不在改變，所以W點可以表示反應達到平衡狀態(tài)，所以選d；

③該反應放熱，隨反應進行體系內(nèi)溫度升高，反應速率加快，但后來NO2的濃度減小，濃度對反應速率的影響占主導，所以反應速率減慢；

④據(jù)圖可知平衡時c(NO2)=0.02mol/L，則△c(NO2)=0.20mol-0.02mol/L=0.18mol/L，根據(jù)方程式可知平衡時c(N2O4)=0.09mol/L，所以平衡常數(shù)K==225；

(4)根據(jù)Ka2==6.2×10-8，將c(H+)=1.0×10-7代入得出=6.2×10-1<1，所以c(HSO3-)＞c(SO32-)。