Question

【题目】“废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题，CO、SO2、NO2是重要的大气污染气体。

（1）捕集处理后的CO是制取新型能源二甲醚（CH3OCH3）的原料，已知：①CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），△H1=-41.0kJmol-1，②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0kJmol-1，③CH3OCH2（g）+H2O（g）2CH3OH（g）△H3=+23.5kJmol-1，则反应2CO（g）+4H2（g）CH3OCH2（g）+H2O（g）的△H=______。

（2）采用NaClO2溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323K下，向足量碱性NaClO2溶液中通入含NO的烟气，充分反应后，溶液中离子浓度的分析结果如下表，依据表中数据，写出NaClO2溶液脱硝过程中发生的总反应的离子方程式：______。

离子	NO3-	NO2-	Cl-
c/（molL-1）	2.0×10-4	1.0×10-4	1.75×10-4

（3）已知973K时，SO2与NO2反应生成SO3和NO，混合气体经冷凝分离出的SO3可用于制备硫酸。

①973K时测得：NO2（g）NO（g）+1/2O2（g）K1=0.018；SO2（g）1/2+O2（g）SO3（g）K3=20．则反应SO2（g）+NO2（g）O3（g）+NO（g）的K3=______。

②973K时，向体积为1L的恒容密闭容器中充入SO2、NO2各aml，平衡时SO2的转化率为______。

③恒压下SO2的分压p（SO2）随温度的变化如图所示。当温度升高时，SO2（g）+NO2（g）SO2（g）+NO（g）的化学平衡常数______（填“增大”或”减小”），判断理由是______。

（4）用纳米铁可去除污水中的NO3-，反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O；相同温度下，纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异，下表中Ⅰ和Ⅱ产生差异的原因可能是______；Ⅱ中0～20mim内用NO3-表示的平均反应速率为______molL-1min-1。

反应时间/min		0	10	20	30	40
Ⅰ	c（NO3-）/10-4molL-1	8	3.2	1.6	0.8	0.64
Ⅱ	c（NO3-）/10-4molL-1（含少量Cu2+）	8	0.48	0.32	0.32	0.32

Answer 1

【答案】-203.5kJ/mol 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O 0.36 37.5% 减小 温度升高时，-lgp（SO2）增大。化学平衡逆向移动，化学平衡常数减小 Fe与置换出的Cu构成原电池，加快NO3-的去除速率 3.84×10-5

【解析】

（1）根据盖斯定律，①×2+②×2-③即可；

（2）根据表中数据可知，c（NO3-）：c（NO2-）=2：1，则NO被氧化为NO3-、NO2-，且物质的量之比为2：1，其反应的离子反应式：12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O；

（3）① K3= K1×K2=0.36；

②

K3=x2/（a-x）2=0.36，则x/（a-x）=0.6，x=3a/8；

③根据图像可知，升高温度，-log p(SO2)减小，则p(SO2)增大，即升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小；

（4）反应II中含有少量的铜离子，与铁粉发生置换反应，铁粉与铜粉和电解质溶液构成原电池，加快铁粉的反应速率，反应II速率加快；v=c/t=（8-0.32）×10-4/20=3.84×10-5；

（1）根据盖斯定律，①×2+②×2-③即可得到2CO(g) +4H2(g) CH3OCH2(g)+H2O(g)，则△H=－41.0×2+（－49.0×2）-（+23.5）=-203.5kJ/mol；

（2）根据表中数据可知，c（NO3-）：c（NO2-）=2：1，则NO被氧化为NO3-、NO2-，且物质的量之比为2：1，其反应的离子反应式：12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O；

（3）① K1=c0.5（O2）×c（NO）/ c（NO2），K2=c（SO3）/ [c（SO2）×c0.5（O2）], K3=c（NO）×c（SO3）/ [c（NO2）×c（SO2）]， K3= K1×K2=0.36；

②

K3=x2/（a-x）2=0.36，则x/（a-x）=0.6，x=3a/8，则转化率=3a/8/a=37.5%；

③根据图像可知，升高温度，-log p(SO2)减小，则p(SO2)增大，即升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小；

（4）反应II中含有少量的铜离子，与铁粉发生置换反应，铁粉与铜粉和电解质溶液构成原电池，加快铁粉的反应速率，反应II速率加快；v=c/t=（8-0.32）×10-4/20=3.84×10-5mol/（Lmin），答案为：Fe与置换出的Cu构成原电池，加快NO3-的去除速率；3.84×10-5；