Question

．（17分）減少污染、保護環(huán)境是全世界最熱門的課題。
（1）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉化為清潔氣體燃料。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝-241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)      ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
則焦炭與水蒸氣反應生成CO的熱化學方程式為                          。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質可作洗滌劑的是    （填序號）：
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）CO在催化劑作用下可以與H₂反應生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H₂，CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。

①M、N兩點平衡狀態(tài)下，容器中總物質的物質的量之比為：n(M)_總：n(N)_總=　　 　　　。
②若M、N、Q三點的平衡常數K_M、K_N、K_Q的大小關系為　　   。
（3）催化硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
①催化硝化法中，用H₂將NO還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性
明顯增強。則該反應離子方程式為               。
②電化學降解NO的原理如圖所示，電源正極為    （填“a”或“b”）；
若總反應為4NO₃^-+4H⁺通電5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，則陰極反應式為          。

Answer 1

31．（17分）
（1）（4分）① C(s)+H₂O(g)＝ CO(g) +H₂(g)   ΔH＝+131.3kJ·mol^－1（2分）
② a  c（2分，錯1個0分）
（2）（5分）① 5：4（2分）    ②K_M=K_N>K_Q（3分。關系式正確1個給2分，全對3分）
（3）（8分）①2 NO₃^－+5H₂催化劑N₂+2OH^－+4H₂O（3分，化學式、系數、條件各1分）
②a（2分）    2 NO₃^－+12 H⁺+10e^－=N₂↑+6H₂O（3分。化學式、系數、條件各1分。陽極反應為：4OH^-—4e-=O₂↑+2H₂O或10H₂O-20e^-=20H⁺+5O₂↑。）

試題分析： （1）①根據蓋斯定律，所求反應的熱化學方程式可由已知方程式2-1得，因此焦炭與水蒸氣的反應方程式為C(s)+H₂O(g)＝ CO(g) +H₂(g)   ΔH＝+131.3kJ·mol。
②洗滌含SO2的煙氣是為了減少空氣中SO2的排放，所以洗滌劑必須滿足能夠和SO2反應，所以選項中能夠和SO2反應的試劑有Ca(OH)₂ 、Na₂CO₃ ，所以選ac。
（2） ①圖中M、N兩點平衡狀態(tài)下，相應的轉化率為70%、50%，因此根據反應情況計算
CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)
初始（mol）：10      20          0
轉化（mol）：7      14           7
5      10           5
平衡（mol）：3       6           7
5       10          5
n(M)_總：n(N)_總=（3+6+7）：（5+10+5）=16:20=4:5
②平衡常數與溫度有關，于壓強無關，因此M、N2點的溫度相同，平衡常數也相等，但是隨著溫度升高，由于正向CO的轉化率下降，因此平衡逆向移動，平衡常數減小，因此有K_M=K_N>K_Q 。
（3）①題中已經說的比較清楚，反應由H₂將NO還原為N₂，且堿性增強，說明該反應是氧化還原反應，有OH-生成，根據氧化還原反應缺項配平，先把發(fā)生化合價變化的物質配平，然后原子守恒補上H2O，在電荷守恒配平得2 NO₃^－+5H₂催化劑N₂+2OH^－+4H₂O。
②根據圖中所示講解的硝酸根被還原為了N2逸出，因此右邊發(fā)生了還原反應，是陰極，b極為電源的負極，而a極是電源正極。根據總反應式，陰極發(fā)生的NO₃^-的還原反應為2 NO₃^－+12 H⁺+10e^－=N₂↑+6H₂O