Question

【题目】造成酸雨的主要物质是NO2和SO2，某科研小组进行如下研究。

（1）处理二氧化硫通常是先在水中把它氧化成硫酸，再用NH3H2O吸收。已知2NH3H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2kJ/mol，中和热ΔH=-57.3kJ/mol则1molNH3H2O理论上完全电离时需要吸收的热量为___。

（2）常温下也可以用NaOH溶液直接吸收SO2，在吸收过程中，溶液pH随n(SO32-)：n(HSO3-)变化关系如下表：

n(SO32-)：n(HSO3-)	88：12	1：1	12：88
pH	8.2	7.4	6.0

①当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小排列顺序为___。

②当向NaOH溶液中通入足量的SO2时，得到NaHSO3溶液，在pH为47之间电解，硫元素在阴极上被还原为Na2S2O4，这是电化学脱硫技术之一。写出该阴极的电极反应式___。

（3）向容积为2L，密闭容器中分别充入0.20molNO2和0.4molSO2，发生SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ/mol在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率，结果如图所示。

①a、c两点反应速率大小关系：v正(a)___v逆(c)。(填“>”“<”或“=”)

②温度为T2时，该反应的平衡常数为___。若在此温度下，保持容器的容积不变，再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2，NO2的转化率___(填“增大”“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】45.2kJ c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-) 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O < 不变

【解析】

（1）中和热△H=-57.3KJ/mol，但是弱碱的电离吸热，根据题干信息写出反应的热化学方程式，然后利用盖斯定律计算出1mol NH3H2O理论上完全电离时需要吸收的热量；

（2）①吸收液呈中性时，溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，电离与水解的程度相等，结合电荷守恒解答；

②据阴极得电子发生还原反应分析；

（3）①温度越高化学反应速率越快；

②n变（NO2）=0.2mol×80%=0.16mol

SO2+NO2=SO3+NO

开始（n） 0.2 0.4 0 0

变 化 0.16 0.16 0.16 0.16

2min 末 0.04 0.24 0.16 0.16， K=；再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2，相对于增大压强，平衡不移动，据此分析解答；

(1) NH3H2O (aq)与H2SO4 (aq)反应生成1mol正盐的△H=24.2kJ/mol,则：2NH3H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2kJ/mol，

即：2 NH3H2O (aq)+2H+=2 NH4+ (aq)+2 H2O (l)△H=24.2kJ/mol，

整理可得：NH3H2O （aq)+H+= NH4+ (aq)+ H2O (l)△H= 12.1kJ/moL (1)；H+ (aq)+OH(aq)= H2O (l)△H= 57.3kJ/mol(2)；(1)(2)可得：NH3H2O (aq)= NH4+ (aq)+OH(aq)，△H=+45.2kJ/mol，所以NH3H2O在水溶液中需要吸收的热量为45.2kJ；

故答案为：45.2kJ；

(2)①SO32-+ H2O HSO3-+OH， HSO3-H++ SO32-，亚硫酸两步水解，第一步水解远远大于第二步水解，则离子浓度为c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)；

故答案为：c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)；

②据阴极得电子发生还原反应,故电极方程式为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；

故答案为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；

(3)①温度越高化学反应速率越快,故υ(a)<υ(c)，

故答案为：<；

②n变（NO2）=0.2mol×80%=0.16mol

SO2+NO2=SO3+NO

开始（n） 0.2 0.4 0 0

变 化 0.16 0.16 0.16 0.16

2min 末 0.04 0.24 0.16 0.16， K=== ；

再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2，相对于增大压强，平衡不移动，故转化率不变；

故答案为：；不变；