Question

【题目】(1)氮和碳的化合物与人类生产、生活密切相关。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

则反应2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)；ΔH＝ 。

(2)在压强为0.1 MPa条件，将a mol CO和3a mol H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；ΔH<0。

①该反应的平衡常数表达式为 。

②若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是 (填字母)。

A．升高温度

B．将CH3OH从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大

(3)如图所示的装置能吸收和转化NO2和SO2。

阳极区的电极反应式为 。

②阴极排出的溶液中含S2O离子，能将NO2气体转化为无污染气体，同时生成的SO可在阴极区再生。写出该反应的离子方程式： 。

(4)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是 。

②反应中当有1molH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的物质的量不变，需要消耗O2的物质的量为 。

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铜、氢、氯②0.5mol

【解析】

试题分析：(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，

依据盖斯定律可知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，反应的平衡常数为：K=；

②A．升高温度，平衡逆向进行，甲醇产率减小，故A错误；B．将CH3OH(g)从体系中分离，平衡正向进行，甲醇产率增大，故B正确；C．充入He，使体系总压强增大，分压不变，平衡不动，故C错误；故答案为B；

(3)①依据图示可知，二氧化硫在阳极区域被氧化为硫酸根，即阳极区发生反应SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；②阴极排出的S2O离子，能将NO2气体转化为无污染气体，此气体为N2，同时生成SO，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可知该反应的离子方程式为4S2O＋2 NO2＋8OH－=8SO＋N2＋4H2O；

(4)①根据图中各元素化合价知，Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是-1价，所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素；②H2S不稳定，易被氧气氧化生成S单质，反应方程式为2H2S+O2=2S+2H2O，该反应中S元素化合价由-2价变为0价、O元素化合价由0价变为-2价，根据氧化还原反应中得失电子相等得，反应中当有1mol H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3+的物质的量不变，消耗O2的物质的量==0.5mol。