Question

【题目】当前煤炭在我国的能源消费中占60%以上，它在给我们提供廉价能源的同时，燃烧生成的SO2、NOx等也造成了比较严重的大气污染问题。

（1）向燃煤中加入CaO，煤中硫元素大多数会转化为CaSO4，故CaO能起到固硫、降低SO2排放量的作用。

已知：①SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) △H=-402kJ·mol-1

②2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H =-234.2 kJ·mol-1

③CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(s) △H=+178.2 kJ·mol-1

则反应2SO2(g)+O2(g)+2CaO(s)=2CaSO4(s) △H =____________kJ·mol-1。

（2）活性炭对NO2有较强的吸附性，二者之间可发生2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H，为研究温度、压强等外部因素对该反应的影响，某科研小组向密闭容器中加入2molNO2和足量的活性炭，进行如下实验探究：

i.固定密闭容器的体积为5L，测得恒容时不同温度下NO2的转化率(ɑ)与时间(t)的关系如图1所示：

①该反应的△H_______0填“>”或“<”)，温度为T2时，反应开始到达到平衡的时间段内v(N2)=__________________

②温度为T1时该反应的平衡常数K=____________________，若保持温度不变，提高NO2转化率的方法是________________________。

ⅱ.保持容器中的温度恒定，测得20s内，CO2的体积分数(φ)与压强(p)的关系如图Ⅱ所示。

③图Ⅱ曲线呈现先增后减的变化趋势，其原因为____________________________________，压强为p1时，容器中c(NO2)：c(N2)=____________________

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2既可消除大气的污染，又可获得重要的化工产品，若某吸收液c(HSO3－)：c(SO32－)=1：100，则所得溶被的pH=____________(常温下K1(H2SO3)=1.5×10-2、K2(H2SO3)=1×10-7)。

Answer 1

【答案】-1038.2<0.016mol·L-1·s -10.27分离出生成物b点前反应未达到平衡状态，压强增大，反应速率加快，CO2含量升高；b点后反应处于平衡状态，压强越大，越不利于反应向右进行2：19

【解析】

（1）已知：①SO2(g)+CaO(s)=CaSO3(s) △H=-402kJ·mol-1

②2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H =-234.2 kJ·mol-1

根据盖斯定律：①×2+②，得2SO2(g)+O2(g)+2CaO(s)=2CaSO4(s) △H =（-402kJ·mol-1）×2+（-234.2 kJ·mol-1）= -1038.2 kJ·mol-1，

故答案为：-1038.2；

（2）①由NO2的转化率(ɑ)与时间(t)关系图像可知，温度为T1时先达到平衡，根据温度越高反应越快可推出T1 >T2，由于T1时NO2的转化率低于T2时NO2的转化率，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，可推出正反应为放热反应，所以△H<0，

温度为T2时，达到平衡时NO2的转化率为0.8，则：

2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)

起始浓度（mol/L） 0.4 0 0

变化浓度（mol/L） 0.4×0.8 0.4×0.8 0.4×0.8

平衡浓度（mol/L） 0.08 0.16 0.32

则反应开始到达到平衡的时间段内（10s），v(N2)==0.016mol·L-1·s -1，

故答案为：< ；0.016mol·L-1·s -1；

②温度为T1时，达到平衡时NO2的转化率为0.6，则：

2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)

起始浓度（mol/L） 0.4 0 0

变化浓度（mol/L） 0.4×0.6 0.4×0.6 0.4×0.6

平衡浓度（mol/L） 0.16 0.12 0.24

根据化学平衡常数的定义：K===0.27；

提高NO2的转化率，可以采取分离出生成物的方法，

故答案为：0.27；分离出生成物；

③b点前反应未达到平衡状态，压强增大，反应速率加快，CO2含量升高；b点后反应处于平衡状态，压强越大，越不利于反应向右进行；

由方程式可知，当CO2的体积分数为40%时，N2占20%，则NO2占1-40%-20%=40%，因此c(NO2)：c(N2)=2:1；

故答案为：b点前反应未达到平衡状态，压强增大，反应速率加快，CO2含量升高；b点后反应处于平衡状态，压强越大，越不利于反应向右进行 ；2：1；

（3）===，解得c(H＋)=mol/L=10－9mol·L－1，即pH=9。

故答案为：9。