Question

2．（1）①煤的气化是将煤转化为清洁气体燃料的-种常用技术．已知：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O （g）△H=-241.8 kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO和氢气的热化学方程式是C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1．
②下列物质可佐洗涤含SO₂烟气洗涤剂的是ac（填字母）．
a．NaOH溶液 b．CaCl₂溶液 c．Na₂CO₃溶液 d．NaHSO₃
（2）喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO₂的常见方法．先将含SO₂的废气溶于水．再用饱和石灰浆吸收．涉及的反应依次为：
I．SO₂（g）+H₂O（l）?H₂SO₃（l）?H⁺（aq）+HSO₃^-（aq）
Ⅱ．HSO₃^-（aq）?H⁺（aq）+SO₃^2-（aq）                
Ⅲ．Ca（OH）₂（s）?Ca²⁺（aq）+2OH^-（aq）              
Ⅳ．Ca²⁺（aq）+SO₃^2-（aq）?CaSO₃（s）                
该温度下，吸收液中c（Ca²⁺）一直保持为0.70mol•L^-1，已知K_sp（CaSO₃）=1.4×10^-7，则吸收后溶液中的SO₃^2-的浓度为2.0×10^-7mol•L^-1．
（3）汽车尾气是氮氧化物的一个主要来源．气缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因温度升高，反应速率加快，平衡右移．假设空气中N₂和O₂的体积比为4：1，1300℃时，1mol空气在某密闭容器内反应达到平衡时，测得NO为8×10^-4mol，则该反应的平衡常数K=4×10^-6．
（4）标准状况下将11.2LSO₂缓慢通入250mL2mol•L^-1NaOH溶液中，充分反应后，溶液中各离子浓度的大小关系为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）①利用盖斯定律解答第一问，第二问中，书写K的表达式时注意只写g、aq，而不写l、s状态就行；
②工业生产中选择尾气吸收剂，主要看能否反应；
（2）利用溶度积常数计算溶液中亚硫酸根离子浓度；
（3）依据影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断；结合化学三段式列式计算平衡浓度，平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积计算；
（4）二氧化硫的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，氢氧化钠的物质的量为：0.25L×2mol/L=0.5mol，二者按照1：1反应生成亚硫酸氢钠，由此分析解答；

解答 解：（1）①已知：
①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ•mol^-1
②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ•mol^-1
据盖斯定律：②-①得 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1 ；
②在题给的四种物质中，CaCl₂和NaHSO₃不能与SO₂反应，NaOH溶液和Na₂CO₃ 可以反应，故答案为：ac；
（2）C（SO₃^2- ）=$\frac{Ksp（CaS{O}_{3}）}{c（Ca{\;}^{2+}）}$=$\frac{1.4×1{0}^{-7}}{0.70}$mol/L=2.0×10^-7 mol/L，故答案为：2.0×10^-7；
（3）N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H＞0，反应时气体体积不变的吸热反应，温度升高，反应速率加快，平衡右移，单位时间内NO排放量越大； 
1mol空气中含有0.8mol N₂和0.2mol O₂，1300℃时在含1mol空气的密闭容器内反应达到平衡．测得NO为8×10^-4mol．
                  N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）
起始量（mol）      0.8     0.2        0
变化量（mol）   4×10^-4 4×10^-4 8×10^-4
平衡量（mol）0.8-4×10^-4 0.2-4×10^-4 8×10^-4
反应前后气体物质的量不变，用气体物质的量代替平衡浓度计算平衡常数K=$\frac{（8×1{0}^{-4}）^{2}}{（0.8-4×1{0}^{-4}）（0.2-4×1{0}^{-4}）}$≈4×10^-6；
故答案为：温度升高，反应速率加快，平衡右移；4×10^-6；
（4）二氧化硫的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，氢氧化钠的物质的量为：0.25L×2mol/L=0.5mol，二者按照1：1反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢根离子电离大于水解，所以离子浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

点评 本题考查了化学方程式书写，溶度积的应用，平衡常数的计算和离子浓度大小的比较，掌握基础是关键，题目较简单．