Question

【題目】二氧化硫和氮氧化物都是常見的大氣污染物，回答下列相關問題。

Ⅰ.某溫度下氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時，涉及如下反應：

i. 2NO(g)＋Cl2(g）2ClNO(g) △H1＜0其平衡常數(shù)為K1

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

（1）現(xiàn)有反應4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)， 則此反應的平衡常數(shù)K3＝_______（用K1、K2表示），反應熱△H3＝_____（用△H1、△H2表示）。

（2）為研究不同條件對反應ii的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO2和足夠的NaCl(s)，10min時反應ii達到平衡。測得平衡時NO2的轉化率α1(NO2) ＝50%，則：10min內υ(ClNO) ＝___________________，平衡常數(shù)K2＝_________________；

II.除氮氧化物外，SO2也是重要的大氣污染物，需要對其進行吸收處理。

（3）若用一定量的NaOH溶液吸收SO2氣體后所得吸收液恰好呈中性，下列有關吸收液中粒子關系正確的是______________。

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）工業(yè)上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用電解法處理吸收后所得溶液以實現(xiàn)吸收液的回收再利用，裝置如圖所示，則

①工作一段時間后，陰極區(qū)溶液的pH______（填“增大”“減小”或“不變”）；

②寫出陽極的電極反應式_______________________。

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)，結合蓋斯定律可知②×2-①可得：4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)；

(2)10min時反應 ii達到平衡，測得平衡時NO2的轉化率α1(NO2)=50%，則：

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

開始 0.2 0

轉化 0.1 0.05

平衡 0.1 0.05

結合v=及K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比計算；

II.除氮氧化物外，SO2也是重要的大氣污染物，需要對其進行吸收處理。

(3)常溫下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO2氣體，吸收后的吸收液恰好呈中性，c(H+)=c(OH-)，結合溶液中的電荷守恒、元素守恒、電離平衡常數(shù)分析判斷；

(4)①陰極區(qū)是溶液中的氫離子放電；

②由裝置圖可知，右邊為亞硫酸根失電子易被氧化為硫酸根，為陽極。

Ⅰ.(1)由i.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)，ii.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)，結合蓋斯定律可知②×2-①可得：4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，則此反應的平衡常數(shù)K3=，反應熱△H3＝2H2-H1；

(2)10min時反應 ii達到平衡，測得平衡時NO2的轉化率α1(NO2)=50%，則：

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

開始 0.2 0

轉化 0.1 0.05

平衡 0.1 0.05

則：10min內υ(ClNO) ＝=2.5×10-3molL-1min-1，平衡常數(shù)K2＝=10L/mol；

II.除氮氧化物外，SO2也是重要的大氣污染物，需要對其進行吸收處理。

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

A．依據(jù)溶液中電荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)，得到c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)，故A正確；

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

C．亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉按照1：1混合，溶液呈堿性，溶液中物料守恒為2c(Na+)=3c(H2SO3)+3c(HSO3-)+3c(SO32-)，但溶液呈中性，亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉物質的量不相同，故C錯誤；

D．依據(jù)化學式可知，亞硫酸氫鈉中硫元素物質的量和鈉的物質的量相同，亞硫酸鈉中鈉離子大于亞硫酸根中硫元素，所以c(Na+)＞c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)，故D正確；

故答案為AD；

(4)①電解池中，陰極區(qū)是溶液中的氫離子放電，電極反應式為：2H++2e-=H2↑，則pH增大；

②由裝置圖可知，右邊為亞硫酸根失電子易被氧化為硫酸根，為陽極，則電極反應式為HSO3--2e-+2H2O═SO42-+3H+。