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)泄漏會導(dǎo)致人體中毒，用于檢測的傳感器的工作原理如圖所示：

①寫出電極Ⅰ上發(fā)生的反應(yīng)式：__________

②工作一段時間后溶液中的濃度__________(填“變大”、“變小”或“不變”)

(2)用氧化制取，可提高效益，減少污染。反應(yīng)為：，通過控制條件，分兩步循環(huán)進(jìn)行，可使轉(zhuǎn)化率接近100%，其原理如圖所示：

過程Ⅰ的反應(yīng)為：

過程Ⅱ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(用含有和的代數(shù)式表示)__________。

(3)在溫度，容積為的絕熱容器中，充入，發(fā)生反應(yīng)：，容器中的相關(guān)量隨時間變化如圖所示。

①反應(yīng)到時，的轉(zhuǎn)化率是__________。

②根據(jù)圖示，以下各點表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

a. b. c. d.

③內(nèi)容器中的反應(yīng)速率增大，而后容器中的反應(yīng)速率減小了，原因是_______。

④此容器中反應(yīng)達(dá)平衡時，溫度若為，此溫度下的平衡常數(shù)=__________。

(4)工業(yè)上可用溶液吸收法處理，25℃時用的溶液吸收，當(dāng)溶液時，溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為：。(已知25℃時：的電離常數(shù)，)請結(jié)合所學(xué)理論通過計算說明的原因__________。

Answer 1

【答案】CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 不變 O2(g)+2CuCl2(s) 2Cl2(g)+2CuO(s) 80% d 反應(yīng)放熱，體系的溫度升高，反應(yīng)速率加快，后來NO2的濃度減小，反應(yīng)速率隨之減小 225 根據(jù)Ka2= c(SO32-)·c（H+)/ c（HSO3-)= 6.2x10-8，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)由傳感器的工作原理圖示可知，電極Ⅰ為負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO-2e-+H2O=CO2+2H+，電極Ⅱ為正極，正極的電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O，所以總反應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，所以工作一段時間后硫酸溶液的濃度不變；

(2)根據(jù)蓋斯定律，過程Ⅱ的熱化學(xué)方程式=總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式-過程Ⅰ的熱化學(xué)方程式×2，總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

過程Ⅰ的熱化學(xué)方程式為：

所以過程Ⅱ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

O2(g)+2CuCl2(s) 2Cl2(g)+2CuO(s) ；

(3) 根據(jù)圖中的濃度隨時間變化曲線可知，的初始濃度為0.20 mol/L，的平衡濃度為0.02 mol/L，從而列出三段式可求出反應(yīng)的平衡常數(shù)，同時也可求出6s時的轉(zhuǎn)化率；

(4) 充分利用題中所給的數(shù)據(jù)，要說明c(HSO3-)> c(SO32-)的原因，初步判斷從第二步的電離平衡常數(shù)表達(dá)式入手，將已知數(shù)據(jù)代入即可求出。

(1)①電極Ⅰ為負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO-2e-+H2O=CO2+2H+；

②電池總反應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，不消耗水也不消耗硫酸，所以工作一段時間后硫酸溶液的濃度不變；

(2)根據(jù)蓋斯定律，根據(jù)過程Ⅱ的熱化學(xué)方程式和總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可求出過程Ⅱ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：O2(g)+2CuCl2(s) 2Cl2(g)+2CuO(s) ；

(3)①反應(yīng)到時，的濃度為0.04mol/L，其初始濃度為0.2mol/L，則的轉(zhuǎn)化率為：(0.2-0.04)/0.2×100%=80%；

②根據(jù)圖示，反應(yīng)進(jìn)行到點W時，的濃度已經(jīng)不再變化，所以表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是點W；

③內(nèi)容器中的反應(yīng)速率增大，而后容器中的反應(yīng)速率減小了，原因是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，體系的溫度升高，反應(yīng)速率加快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NO2的濃度減小，反應(yīng)速率隨之減小；

④根據(jù)圖中的濃度隨時間變化曲線可知，的初始濃度為0.20mol/L，W點時反應(yīng)達(dá)到平衡，的平衡濃度為0.02mol/L，從而列出三段式為：

從而可算出溫度為下的平衡常數(shù)K= ；

(4)要證明c(HSO3-)> c(SO32-)，根據(jù)離子的種類及給出的數(shù)據(jù)，初步判斷從第二步的電離平衡常數(shù)的表達(dá)式入手，根據(jù)Ka2= c(SO32-)·c(H+)/ c(HSO3-)= 6.210-8，pH=7，將c(H+)=1.010-7代入得出c(SO32-)/ c(HSO3-)= 6.210-1<1，所以c(HSO3-)> c(SO32-)。