Question

【題目】(1)氮和碳的化合物與人類生產、生活密切相關。已知：

N2(g)＋O2(g)===2NO(g)；ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH＝－483.6 kJ·mol－1

則反應2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)；ΔH＝ 。

(2)在壓強為0.1 MPa條件，將a mol CO和3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下轉化為甲醇的反應為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；ΔH<0。

①該反應的平衡常數表達式為 。

②若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產率的是 (填字母)。

A．升高溫度

B．將CH3OH從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大

(3)如圖所示的裝置能吸收和轉化NO2和SO2。

陽極區的電極反應式為 。

②陰極排出的溶液中含S2O離子，能將NO2氣體轉化為無污染氣體，同時生成的SO可在陰極區再生。寫出該反應的離子方程式： 。

(4)將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如圖所示。

①在圖示的轉化中，化合價不變的元素是 。

②反應中當有1molH2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3＋的物質的量不變，需要消耗O2的物質的量為 。

Answer 1

【答案】

(1)－664.1kJ·mol－1(2)①c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)②B

(3)①SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋②4S2O＋2NO2＋8OH－=8SO＋N2＋4H2O

(4)①銅、氫、氯②0.5mol

【解析】

試題分析：(1)①已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，

依據蓋斯定律可知②-①得：2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)，

△H=(－483.6 kJ/mol)-180.5kJ/mol═－664.1 kJ/mol；

(2)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H＜0，反應的平衡常數為：K=；

②A．升高溫度，平衡逆向進行，甲醇產率減小，故A錯誤；B．將CH3OH(g)從體系中分離，平衡正向進行，甲醇產率增大，故B正確；C．充入He，使體系總壓強增大，分壓不變，平衡不動，故C錯誤；故答案為B；

(3)①依據圖示可知，二氧化硫在陽極區域被氧化為硫酸根，即陽極區發生反應SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；②陰極排出的S2O離子，能將NO2氣體轉化為無污染氣體，此氣體為N2，同時生成SO，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒可知該反應的離子方程式為4S2O＋2 NO2＋8OH－=8SO＋N2＋4H2O；

(4)①根據圖中各元素化合價知，Cu元素化合價都是+2價、H元素化合價都是+1價、Cl元素化合價都是-1價，所以化合價不變的是Cu、H、Cl元素；②H2S不穩定，易被氧氣氧化生成S單質，反應方程式為2H2S+O2=2S+2H2O，該反應中S元素化合價由-2價變為0價、O元素化合價由0價變為-2價，根據氧化還原反應中得失電子相等得，反應中當有1mol H2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3+的物質的量不變，消耗O2的物質的量==0.5mol。