Question

【题目】二氧化硫和氮氧化物都是常见的大气污染物，回答下列相关问题。

Ⅰ.某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：

i. 2NO(g)＋Cl2(g）2ClNO(g) △H1＜0其平衡常数为K1

ii. 2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) △H2＜0 其平衡常数为K2

（1）现有反应4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)， 则此反应的平衡常数K3＝_______（用K1、K2表示），反应热△H3＝_____（用△H1、△H2表示）。

（2）为研究不同条件对反应ii的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO2和足够的NaCl(s)，10min时反应ii达到平衡。测得平衡时NO2的转化率α1(NO2) ＝50%，则：10min内υ(ClNO) ＝___________________，平衡常数K2＝_________________；

II.除氮氧化物外，SO2也是重要的大气污染物，需要对其进行吸收处理。

（3）若用一定量的NaOH溶液吸收SO2气体后所得吸收液恰好呈中性，下列有关吸收液中粒子关系正确的是______________。

A.c(Na＋) ＝ c(HSO3-)＋ 2c(SO32-)

B.c(Na＋) > c(HSO3-) ＝c(SO32-) > c(H+) = c(OH—)

C.2c(Na＋) ＝3c(H2SO3)＋3c(HSO3-)＋3c(SO32-)

D.c(Na＋) > c(HSO3—) + c(SO32—) +c(H2SO3)

（4）工业上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如图所示，则

①工作一段时间后，阴极区溶液的pH______（填“增大”“减小”或“不变”）；

②写出阳极的电极反应式_______________________。

Answer 1

【答案】 2H2-H1 或-(H1-2H2) 2.5×10－3mol·L-1·min－1 10 L/mol AD 增大 HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+

【解析】

Ⅰ.(1)由i.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，ii.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)，结合盖斯定律可知②×2-①可得：4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)；

(2)10min时反应 ii达到平衡，测得平衡时NO2的转化率α1(NO2)=50%，则：

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)

开始 0.2 0

转化 0.1 0.05

平衡 0.1 0.05

结合v=及K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比计算；

II.除氮氧化物外，SO2也是重要的大气污染物，需要对其进行吸收处理。

(3)常温下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO2气体，吸收后的吸收液恰好呈中性，c(H+)=c(OH-)，结合溶液中的电荷守恒、元素守恒、电离平衡常数分析判断；

(4)①阴极区是溶液中的氢离子放电；

②由装置图可知，右边为亚硫酸根失电子易被氧化为硫酸根，为阳极。

Ⅰ.(1)由i.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，ii.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)，结合盖斯定律可知②×2-①可得：4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，则此反应的平衡常数K3=，反应热△H3＝2H2-H1；

(2)10min时反应 ii达到平衡，测得平衡时NO2的转化率α1(NO2)=50%，则：

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)

开始 0.2 0

转化 0.1 0.05

平衡 0.1 0.05

则：10min内υ(ClNO) ＝=2.5×10-3molL-1min-1，平衡常数K2＝=10L/mol；

II.除氮氧化物外，SO2也是重要的大气污染物，需要对其进行吸收处理。

(3)常温下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO2气体，吸收后的吸收液恰好呈中性，c(H+)=c(OH-)；

A．依据溶液中电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)，得到c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)，故A正确；

B．若c(HSO3-)=c(SO32-)，溶液呈酸性c(H+)＞c(OH-)，故B错误；

C．亚硫酸氢钠和亚硫酸钠按照1：1混合，溶液呈碱性，溶液中物料守恒为2c(Na+)=3c(H2SO3)+3c(HSO3-)+3c(SO32-)，但溶液呈中性，亚硫酸氢钠和亚硫酸钠物质的量不相同，故C错误；

D．依据化学式可知，亚硫酸氢钠中硫元素物质的量和钠的物质的量相同，亚硫酸钠中钠离子大于亚硫酸根中硫元素，所以c(Na+)＞c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)，故D正确；

故答案为AD；

(4)①电解池中，阴极区是溶液中的氢离子放电，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，则pH增大；

②由装置图可知，右边为亚硫酸根失电子易被氧化为硫酸根，为阳极，则电极反应式为HSO3--2e-+2H2O═SO42-+3H+。