作业帮（2013•南开区一模）2013年初天津连续出现了严重的雾霾天气，给人们的出行及身体造成了极大的危害．研究NO2、SO2
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/28 02:21:17
（2013•南开区一模）2013年初天津连续出现了严重的雾霾天气，给人们的出行及身体造成了极大的危害．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2．
①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是______．
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如下表：
由上表判断，NaHSO3溶液显______性（填“酸”、“碱”或“中”），用化学平衡原理解释：______．
③当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如下：
写出HSO3-在阳极放电的电极反应式：______，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．
（2）用CH4催化还原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=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ•mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ．
（3）工业上合成氮所需氢气的制备过程中，其中的一步反应为：CO（g）+H2O（g）
（1）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2．
①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是______．
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如下表：
| n（SO32-）：n（HSO3-） | 91：9 | 1：l | 9：91 |
| pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
③当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生．再生示意图如下：
写出HSO3-在阳极放电的电极反应式：______，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用．
（2）用CH4催化还原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=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ•mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ．
（3）工业上合成氮所需氢气的制备过程中，其中的一步反应为：CO（g）+H2O（g）
| 催化剂 |
（1）①酸性氧化物和碱反应生成盐和水，所以二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应方程式为2OH-+SO2=SO32-+H2O，
故答案为：2OH-+SO2=SO32-+H2O；
②在溶液中主要以HSO3-存在，HSO3-的电离很微弱，所以n（SO32-）：n（HSO3-）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性，亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO3-的电离程度大于水解程度，
故答案为：酸性；HSO3-存在HSO3-⇌H++SO32- 和HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-，HSO3-的电离程度大于水解程度；
③阳极上亚硫酸氢根离子失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+，故答案为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+；
（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ/mol
利用盖斯定律将
①+②
2得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/mol
n（CH4）=
4.48
22.4mol＝0.2mol，整个过程中转移的电子总数为：0.20mol×8NA=1.60NA，
放出的热量为：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，
故答案为：1.60NA（或1.6NA）；173.4；
（3）同一容器中各气体的物质的量之比等于其体积之比，
设容器的体积为1L，加入的一氧化碳的物质的量为1mol，则水的物质的量为2mol，假设平衡时一氧化碳的物质的量为x，
CO（g）+H2O（g）
催化剂
CO2（g）+H2（g）；△H＜0
开始1mol 2mol 0 0
反应1-x 2-6x 1-x 1-x
平衡x 6x 1-x 1-x
（1-x）：（2-6x）=1：1，x=0.8mol，
所以平衡时，c（CO）=0.2mol/L，c（H2O）=1.2mol/L，c（H2）=C（CO2）=0.8mol/L，
k=
0.8×0.8
0.2×1.2=
8
3，
故答案为：
8
3．
故答案为：2OH-+SO2=SO32-+H2O；
②在溶液中主要以HSO3-存在，HSO3-的电离很微弱，所以n（SO32-）：n（HSO3-）＜1：1，根据表格知，当亚硫酸氢根离子的物质的量大于亚硫酸根离子的物质的量时，亚硫酸氢钠溶液呈酸性，亚硫酸氢根离子既能水解又能电离，亚硫酸氢钠溶液呈酸性同时说明HSO3-的电离程度大于水解程度，
故答案为：酸性；HSO3-存在HSO3-⇌H++SO32- 和HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-，HSO3-的电离程度大于水解程度；
③阳极上亚硫酸氢根离子失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+，故答案为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+；
（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ/mol
利用盖斯定律将
①+②
2得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/mol
n（CH4）=
4.48
22.4mol＝0.2mol，整个过程中转移的电子总数为：0.20mol×8NA=1.60NA，
放出的热量为：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，
故答案为：1.60NA（或1.6NA）；173.4；
（3）同一容器中各气体的物质的量之比等于其体积之比，
设容器的体积为1L，加入的一氧化碳的物质的量为1mol，则水的物质的量为2mol，假设平衡时一氧化碳的物质的量为x，
CO（g）+H2O（g）
催化剂
CO2（g）+H2（g）；△H＜0
开始1mol 2mol 0 0
反应1-x 2-6x 1-x 1-x
平衡x 6x 1-x 1-x
（1-x）：（2-6x）=1：1，x=0.8mol，
所以平衡时，c（CO）=0.2mol/L，c（H2O）=1.2mol/L，c（H2）=C（CO2）=0.8mol/L，
k=
0.8×0.8
0.2×1.2=
8
3，
故答案为：
8
3．
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