Question

【题目】硫的氧化物、氮的氧化物是严重的大气污染物，可以通过以下方法处理：

催化还原法：如在汽车排气管上安装一个催化转化器，发生如下反应：

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

（l）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mol

化学键	O=O	C=O	C≡O	N≡N
键能（kJ/mol）

则反应：2N0(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=________kJ/mol。

（2）氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应：2C0+2NO(g) N2+2CO2，在体积为1L的密闭容积中，加入0.80mol的CO和0.80 mol的NO，反应中N2的物质的量浓度的变化情况如下左图所示，从反应开始到平衡时，NO的平均反应速率v(NO)=______。

（3）用CO2合成二甲醚的化学反应是：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H>0。合成二甲醚时，当氢气与二氧化碳的物质的量之比为4:l, CO2的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2)_____B点的正反应速率为v正(CO2)（填“>”、“<”或 “=”）。

（4）SO2可用氢氧化钠来吸收。现有0.4molSO2，若用200mL 3mol·L-1NaOH溶液将其完全吸收，生成物为_____（填化学式）。经测定所得溶液呈酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为________。

（5）CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，负极反应方程式为：_________。

（6）己知常温下Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38。若某氢氧化镁溶液的PH=9，则该溶液中c(Fe3+)最大为_________。

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）二氧化碳为直线型结构，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳的结构式为O=C=O，图表中的C≡O为CO，反应焓变=反应物总键能-生成物总键能，①N2（g）+O2（g）2NO（g）；

②2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）；①+②得：③2CO（g）+O2（g）2CO2（g），则③2CO（g）+O2（g）2CO2（g），反应焓变=反应物总键能-生成物总键能计算该反应的焓变，根据图表中的数据可知△H3=(497+2×1072-803×4) kJ/mol =-571kJ/mol；依据盖斯定律：③2CO（g）+O2（g）2CO2（g）△H3=-571kJ/mol；①N2（g）+O2（g）2NO（g）△H=+180kJ/mol；则③-①得：②2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g），则其焓变值△H2=△H3-△H1=-571 kJ/mol -180 kJ/mol=-751kJ/mol；

（2）根据图像可知反应进行到4min时达到平衡状态，氮气是0.10mol/L，因此根据方程式可知消耗NO是0.20mol/L，则NO的平均反应速率v(NO)= 0.20mol/L÷4min＝0.05mol·L-1·min-1；

（3）①A点没有达到平衡状态，B点达到平衡状态，所以A点的逆反应速率v逆(CO2)＜B点的正反应速率为v正(CO2)。

（4）氢氧化钠是0.6mol， SO2是0.4mol，二者的物质的量之比是3：2，介于1：1和2：1之间，所以生成物是亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物，且二者均是0.2mol。经测定所得溶液呈酸性，这说明亚硫酸氢根离子的电离程度大于亚硫酸根离子的水解程度，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为（Na+）>c（SO32-）>c（HSO3-）>c（H+）>c（OH-）。

（5）原电池的负极发生失去电子的氧化反应，即CO在负极通入，电解质溶液显碱性，则负极反应方程式为CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O。

（6）溶液中氢氧根浓度是10－5mol/L，所以根据氢氧化铁的溶度积常数可知溶液中铁离子浓度是。