Question

【题目】氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质，某科研小组进行如下研究。

（1）已知：

写出SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式___________________。

（2）向容积为1L密闭容器中分别充入0.10molNO2和0.15mol SO2，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：υ(a)________υ(c)。（填“>”、“<”或“=”）

②温度为T2时从反应开始经过2min达到b点，用SO3表示这段时间的反应速率为_____________，此温度下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0.20molNO2和0.30mol SO2，NO2的转化率_________________。（填“增大”、“减小”或“不变”）

③NO2的转化率随温度升高先增大后减小的原因是： ____________________。

（3）常温下用NaOH溶液吸收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―)	91∶9	1∶1	9∶91
pH	8.2	7.2	6.2

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4~7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_____________。

Answer 1

【答案】 SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1 < 0.025mol·L－1·min－1 0.5 不变 温度为T2，b点为平衡点，T2以前温度升高，反应速率加快，NO2转化率增大，T2以后，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，转化率减小 c(Na+)> c(HSO3－) > c(SO32－) > c(H+)= c(OH－) 2HSO3－+2H++2e－=S2O42－+2H2O

【解析】(1)已知由图分析得①2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)；△H=-196.6kJ/mol，②O2(g)+2NO(g)═2NO2(g)；△H=-113.0kJ/mol，根据盖斯定律可得：SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ/mol，故答案为：SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ/mol；

(2)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)=0.1mol×50%=0.05mol

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

开始(mol/L) 0.15 0.1 0 0

变 (mol/L) 0.05 0.05 0.05 0.05

2min(mol/L) 0.1 0.05 0.05 0.05

v(SO3)= ==0.025molL-1min-1；K===0.5；α(NO2)= ×100%=50%，

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

开始(mol/L) 0.4 0.25 0.05 0.05

变 (mol/L)x x x x

2min(mol/L)0.4-x 0.25-x 0.05+x 0.05+x，

因为温度不变，故K不变，即 =0.5，解得x=0.125，故α(NO2)= ×100%=50%，故转化率不变；故答案为：0.025molL-1min-1；0.5；不变；

③NO2的转化率随温度升高先增大后减小的原因是，温度为T2，b点为平衡点，T2以前温度升高，反应速率加快，NO2转化率增大，T2以后，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，转化率减小，故答案为：温度为T2，b点为平衡点，T2以前温度升高，反应速率加快，NO2转化率增大，T2以后，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，转化率减小；

(3)①SO32-+H2OHSO3-+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。