Question

【题目】2018年6月27日，国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，该计划是中国政府部署的一项污染防治行动计划，旨在持续改善空气质量，为群众留住更多蓝天。对废气的进行必要的处理，让空气更加清洁是环境科学的重要课题。

(1)已知：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H1＝＋180.5kJ/mol

C (s)＋O2(g)＝CO2(g) △H2＝－393.5kJ/mol

2C (s)＋O2(g)＝2CO(g) △H3＝－221.0kJ/mol

若某反应的平衡常数表达式为，请写出此反应的热化学方程式_________________。

(2)用如图所示的电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO

①写出物质A的化学式____________。

②NO在电极上发生的反应为 _________________。

SO2在电极上发生的反应为 __________________。

(3)工业上常用氨水吸收SO2，可生成NH4HSO3和(NH4)2SO3。

①某同学测得氨水吸收SO2所得溶液中NH4HSO3和(NH4)2SO3的物质的量之比恰好为2:1，写出该吸收过程的总反应方程式______________________________________。

②已知常温下H2S的电离常数Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15，将等物质的量浓度的NaHS与Na2S溶液等体积混合，所得溶液中离子浓度大小顺序为__________________。(用物质的量浓度符号由大到小排列)

Answer 1

【答案】2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H3＝－746.5kJ/mol H2SO4 2NO＋12H＋＋10e－＝2NH4＋＋2H2O 5SO2＋10H2O－10e－＝5SO42－＋20H＋ 3SO2＋4NH3·H2O＝2NH4HSO3＋(NH4)2SO3＋H2O c(Na＋)＞c(HS－)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(H＋)

【解析】

(1) 平衡常数表达式为，反应物为NO、CO，生成物为N2、CO2；根据盖斯定律，求解即可；

(2)①SO2、NO分别变为铵根离子和硫酸根离子，则A为硫酸；

②NO在电极上失电子，变为铵根离子；SO2失电子，与水反应生成硫酸根离子和氢离子；

(3)①NH4HSO3和(NH4)2SO3的物质的量之比恰好为2:1，根据硫原子、氮原子守恒，则需要二氧化硫的系数为3，氨气为4；

②根据电离平衡常数，求解NaHS的水解平衡常数，可确定NaHS的水解程度大于电离程度，而Na2S只水解生成HS－，即可判断溶液中的离子浓度关系；

(1) 平衡常数表达式为，反应物为NO、CO，生成物为N2、CO2；①N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H1＝＋180.5kJ/mol；②C(s)＋O2(g)＝CO2(g) △H2＝－393.5kJ/mol；③2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H3＝－221.0kJ/mol，根据盖斯定律，2②-①-③可得2CO(g)+ 2NO(g)= N2(g)＋CO2(g) △H＝－746.5kJ/mol；

(2)①SO2、NO分别变为铵根离子和硫酸根离子，则A为硫酸，其化学式为：H2SO4；

②NO在电极上失电子，变为铵根离子，发生的反应为2NO＋12H＋＋10e－＝2NH4＋＋2H2O；SO2失电子，与水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为：5SO2＋10H2O－10e－＝5SO42－＋20H＋；

(3)①NH4HSO3和(NH4)2SO3的物质的量之比恰好为2:1，根据硫原子、氮原子守恒，则需要二氧化硫的系数为3，氨气为4，则方程式为：3SO2＋4NH3·H2O＝2NH4HSO3＋(NH4)2SO3＋H2O；

②HS-的水解平衡常数Kw/ Ka1=，S2-的一级水解常数（一级水解远远大于二级水解）为Kw/ Ka2=，显然HS-的水解程度大于其电离程度，但是小于S2－的水解程度，而S2－只水解，且水解程度大于HS－的水解程度和电离程度，则溶液中的离子浓度为c(Na＋)＞c(HS－)＞c(S2－)；水解溶液呈碱性，且为少量水解，则c(S2－)＞c(OH－)＞c(H＋)，答案为：c(Na＋)＞c(HS－)＞c(S2－)＞c(OH/span>－)＞c(H＋)。