Question

【题目】研究含氮和含硫化合物的性质在工业生产和环境保护中有重要意义。

（1）制备硫酸可以有如下两种途径：

2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1

SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJ·mol-1

若CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，则1molNO2和1mol CO 反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2= _________kJ·mol-1

（2）锅炉烟道气含CO、SO2，可通过如下反应回收硫：2CO(g)+SO2(g)S(I)+2CO2(g)。某温度下在2L恒容密闭容器中通入2 molSO2和一定量的CO发生反应，5min后达到平衡，生成1molCO2。其他条件不变时SO2的平衡转化率反应温度的变化如图A，请解释其原因：_________

②第8分钟时，保持其他条件不变，将容器体积迅速压缩至1L，在10分钟时达到平衡，CO的物质的量变化了1mol。请在图B中画出SO2浓度从6~11分钟的变化曲线。

（3）己知某温度下，H2SO3的电离常数为K1≈l.5×10-2， K2≈1.0×10-7，用NaOH溶液吸收SO2，当溶液中HSO3-, SO32-离子相等时，溶液的pH值约为_________

（4）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）具有强还原性，废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根，进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放，连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为_________，连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式_________。

Answer 1

【答案】 359.8kJ·mol-1 正反应放热，温度升高平衡逆向移动，SO2平衡转化率降低。温度高于445℃后硫变成气态，正反应吸热，温度升高平衡正向移动， SO2平衡转化率增加。 7 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 3S2O42-+2HNO2+2H2O =6HSO3-+N2 ↑

【解析】（1）已知：① 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H1=-198kJ·mol-1，②SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H2=-41.8kJ·mol-1，③CO(g) +O2(g) =CO2(g) △H3=-213kJ·mol-1，根据盖斯定律可知，由②+③-①× 可得NO2(g) +CO(g) =CO2(g) +NO(g) ，即△H= （-41.8kJ·mol-1）+（-213kJ·mol-1）-（-198kJ·mol-1）×=-155.8kJ·mol-1，则E2=E1-△H=（134kJ·mol-1）-（-225.8kJ·mol-1）=359.8kJ·mol-1 ；

（2）①由图示可知SO2的平衡转化率随反应温度的变化是先降低，但当温度达到后445℃，再升温，转化率反应而升高，出现此现象的可能原因是：正反应放热，温度升高平衡逆向移动，SO2平衡转化率降低。温度高于445℃后硫变成气态，正反应吸热，温度升高平衡正向移动， SO2平衡转化率增加；

②某温度下在2L恒容密闭容器中发生2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)，通入2 molSO2和一定量的CO发生反应，5min后达到平衡，生成1molCO2，此时SO2的物质的量为1.5mol，浓度为0.75mol/L；第8分钟时，保持其他条件不变，将容器体积迅速压缩至1L，此时SO2的浓度为1.5mol/L，此时平衡会正向进行，10分钟时达到平衡，CO的物质的量变化了1mol。SO2变化0.5mol，重新平衡时SO2的浓度为=1mol/L，可得SO2浓度从6~11分钟的变化曲线为；

（3）根据HSO3-SO32-+H+平衡常数K==1.0×10-7，此时HSO3-, SO32-离子相等，则c(H+)=1.0×10-7mol/L，溶液的pH=7；

（4）亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根发生还原反应，应在电解池的阴极进行，电极反应为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；连二亚硫酸根与HNO2反应生成无毒气体为氮气，则HNO2发生还原反应，连二亚硫酸根发生氧化反应生成HSO3-，则发生反应的离子方程式为3S2O42-+2HNO2+2H2O =6HSO3-+N2↑。