Question

【題目】2013年初天津連續出現了嚴重的霧霾天氣，給人們的出行及身體造成了極大的危害．研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）利用鈉堿循環法可脫除煙氣中的SO2 ． ①在鈉堿循環法中，Na2SO3溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，該反應的離子方程式是 ．
②吸收液吸收SO2的過程中，pH隨n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）變化關系如下表：

n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）	91：9	1：l	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

由上表判斷，NaHSO3溶液顯性（填“酸”、“堿”或“中”），用化學平衡原理解釋： ．
③當吸收液的pH降至約為6時，需送至電解槽再生．再生示意圖如下：

寫出HSO3﹣在陽極放電的電極反應式： ， 當陰極室中溶液pH升至8以上時，吸收液再生并循環利用．
（2）用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如： CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJmol﹣1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJmol﹣1
若用標準狀況下4.48L CH4還原NO2至N2 ， 整個過程中轉移的電子總數為（阿伏伽德羅常數的值用NA表示），放出的熱量為kJ．
（3）工業上合成氮所需氫氣的制備過程中，其中的一步反應為：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）；△H＜0 一定條件下，將CO（g）與H2O（g）以體積比為1：2置于密閉容器中發生上述反應，達到平衡時測得CO（g）與H2O（g）體積比為1：6，則平衡常數K= ．

Answer 1

【答案】
（1）2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；酸；HSO3﹣存在HSO3﹣?H++SO32﹣和HSO3﹣+H2O?H2SO3+OH﹣ ， HSO3﹣的電離程度大于水解程度；HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+
（2）1.60NA（或1.6NA）；173.4
（3）
【解析】解：（1）①酸性氧化物和堿反應生成鹽和水，所以二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，反應方程式為2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O， 所以答案是：2OH﹣+SO2=SO32﹣+H2O；②在溶液中主要以HSO3﹣存在，HSO3﹣的電離很微弱，所以n（SO32﹣）：n（HSO3﹣）＜1：1，根據表格知，當亞硫酸氫根離子的物質的量大于亞硫酸根離子的物質的量時，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性，亞硫酸氫根離子既能水解又能電離，亞硫酸氫鈉溶液呈酸性同時說明HSO3﹣的電離程度大于水解程度，所以答案是：酸性；HSO3﹣存在HSO3﹣H++SO32﹣和HSO3﹣+H2OH2SO3+OH﹣ ， HSO3﹣的電離程度大于水解程度；③陽極上亞硫酸氫根離子失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，電極反應式為：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+ ， 所以答案是：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+；（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣574kJ/mol②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣1160kJ/mol利用蓋斯定律將 得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=﹣867kJ/moln（CH4）= ，整個過程中轉移的電子總數為：0.20mol×8NA=1.60NA ， 放出的熱量為：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，所以答案是：1.60NA（或1.6NA）；173.4；（3）同一容器中各氣體的物質的量之比等于其體積之比，設容器的體積為1L，加入的一氧化碳的物質的量為1mol，則水的物質的量為2mol，假設平衡時一氧化碳的物質的量為x，

	CO（g）+	H2O（g）	CO2（g）+	H2（g）；	△H＜0
起始	1mol	2mol	0	0
轉化	1﹣x		1﹣x	1﹣x
平衡	x	6x	1﹣x	1﹣x

（1﹣x）：（2﹣6x）=1：1，x=0.2mol，所以平衡時，c（CO）=0.2mol/L，c（H2O）=1.2mol/L，c（H2）=C（CO2）=0.8mol/L，k= = ，所以答案是： ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．