题目内容
12．排放SO2、NO等大气污染物是产生雾霾的因素之一．如何处理和利用SO2、NO是环保科学研究的热点．（1）将物质的量之比为1：1的NO、NO2气体通人冰水中生成HNO2（亚硝酸）．某温度T下，0.2mol•L-1HNO2溶液的pH=2，则该温度下，HNO2的电离常数Ka（HNO2）≈5.3×10-4（保留一位小数）．
（2）“脱硝”是指将NO2转化成N2．已知：
①4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H1
②8NH3（g）+6NO2（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H2
③N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H3
④2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H4
△H2=2△H1+3△H3-3△H4 （用含△H1、△H3、△H4代数式表示）．
（3）利用电解法将雾霾中SO2、NO转化为（NH4）2SO2的装置如图1所示，写出阴极的电极反应式：NO+5e-+6H+═NH4++H2O．
（4）一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入等物质的量的NO2和SO2气体反应（产物为两种气体），测得混合气体中NO2、SO3气体的物质的量与时间关系如图2所示．
①下列情况说明该反应达到平衡状态的是CD（填字母）．
A．混合气体的密度不再改变
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体中NO2体积分数不再改变
D．混合气体的颜色不再改变
②若其他条件不变，达到平衡后，向容器中再充入1mol SO2（g）和1mol NO2（g），平衡不（填“向左”“向右”或“不”）移动，SO2的平衡转化率不变（填“增大”“减小”或“不变”）．
③上述反应中，在0～2min内SO2的平均反应速率v（SO2）=0.15mol/（L．min）．
④在该温度下，该反应的平衡常数K=$\frac{4}{9}$（结果保留两位小数）．
分析 （1）Ka（HNO2）=$\frac{c（{H}^{+}）．c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）}$≈$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（HN{O}_{2}）}$；
（2）将方程式2①+3③-3④得方程式②，其焓变进行相应的改变；
（3）根据图知，电解池中NO得电子和氢离子发生还原反应生成铵根离子，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子；
（4）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
②相当于缩小体积，增大反应物浓度，压强增大平衡不移动；增大反应物浓度相当于增大压强，该反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动；
③上述反应中，在0～2min内SO2的平均反应速率v（SO2）=v（NO2）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
④该反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g），
开始（mol/L）0.5 0.5 0 0
反应（mol/L）0.2 0.2 0.2 0.2
平衡（mol/L）0.3 0.3 0.2 0.2
化学平衡常数K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.3}$=$\frac{4}{9}$．
解答 解：（1）Ka（HNO2）=$\frac{c（{H}^{+}）．c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）}$≈$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（HN{O}_{2}）}$=$\frac{1{0}^{-2}×1{0}^{-2}}{0.2-1{0}^{-2}}$=5.3×10-4，
故答案为：5.3×10-4；
（2）将方程式2①+3③-3④得方程式②，则△H2=2△H1+3△H3-3△H4，
故答案为：2△H1+3△H3-3△H4；
（3）根据图知，电解池中NO得电子和氢离子发生还原反应生成铵根离子，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，阴极反应式为NO+5e-+6H+═NH4++H2O，故答案为：NO+5e-+6H+═NH4++H2O；
（4）①A．反应前后气体质量不变、容器体积不变，所以混合气体密度始终不变，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故A错误；
B．反应前后混合气体质量不变、物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能据此判断平衡状态，故B错误；
C．混合气体中NO2体积分数不再改变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D．混合气体的颜色不再改变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
故选CD；
②相当于缩小体积，增大反应物浓度，压强增大平衡不移动；增大反应物浓度相当于增大压强，该反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动，所以其转化率不变，
故答案为：不；不变；
③上述反应中，在0～2min内SO2的平均反应速率v（SO2）=v（NO2）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1-0.6}{2}}{2}$mol/（L．min）=0.15mol/（L．min），
故答案为：0.15mol/（L．min）；
④该反应 NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g），
开始（mol/L）0.5 0.5 0 0
反应（mol/L）0.2 0.2 0.2 0.2
平衡（mol/L）0.3 0.3 0.2 0.2
化学平衡常数K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.3}$=$\frac{4}{9}$，
故答案为：$\frac{4}{9}$．
点评 本题考查化学平衡有关问题，为高频考点，涉及化学平衡计算、反应方向判断、盖斯定律等知识点，明确化学平衡原理、盖斯定律含义是解本题关键，注意（4）题反应特点导致压强不影响平衡移动．
| 实验方案 | 预测实验现象 | 相应结论 | |
| A | 向酸性Fe（NO3）3溶液通入少量H2S | 有黄色沉淀 | Fe（NO3）3中铁元素具有氧化性 |
| B | CH3CH2Br与NaOH乙醇共热后将气体通入酸性高锰酸钾溶液 | 高锰酸钾溶液褪色 | CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热生成乙烯 |
| C | 测定相同条件下等物质的量浓度的CH3COONa、NaHCO3的pH | NaHCO3溶液的pH大 | 酸性：碳酸＜乙酸 |
| D | 10mL0.1mol/L的NaOH溶液滴入2mL等浓度的MgCl2溶液，然后再滴加FeCl3溶液 | 先出现白色沉淀，后沉淀变为红褐色 | Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Mg（OH）2] |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
| A． | 据图①可判断：2O3（g）=3O2（g）；△H=-44.8KJ/mol | |
| B． | 据图②可判断：某反应在使用催化剂时比无催化剂时反应速率大，且面积Saco＞Sbdo | |
| C． | 据图③可判断：2O2（g）═O3（g）+O（g）△H＞0 | |
| D． | 据图④可判断：2NO2（g）+O3（g）?N2O5（g）+O2（g），0～3s内，反应速率为V（N2O5）=0.2mol•L-1•S-1 |
| 编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO溶液 | 温度℃ | ||
| 浓度/（mol•L-1） | 体积/mL | 浓度/（mol•L-1） | 体积/mL | ||
| ① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
（2）实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=0.010mol•L-1•min-1．
| A． | 回收废旧电池的首要原因是回收石墨 | |
| B． | pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨 | |
| C． | 焚烧一次性饭盒可减少白色污染 | |
| D． | 燃煤时加适量的生石灰可减少二氧化硫的排放 |
将如图装置放置在光亮的地方，随后观察到如下实验现象：大试管内壁上有油状液滴生成、饱和食盐水中有少量固体析出、黄绿色气体颜色变浅、试管内液面有所上升．
有M、A、B、D、N、E六种短周期元素原子序数依次增大，M元素的单质是自然界最轻的气体，N元素的原子半径是所在周期中最大的，A、B、D、E四种元素在周期表中的相应位置如下图，它们的原子序数之和为37．下列说法不正确的是（ ）| A． | 沸点：M2D＞BM3＞AM4 | |
| B． | 原子半径：rE＞rA＞rB＞rD | |
| C． | 化合物AnM2n分子中既含有极性鍵又含有非极性鍵 | |
| D． | B元素的氢化物与D元素的单质在一定条件下能发生置换反应，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：3 |
| A． | 简单离子半径大小顺序为：W＞Z＞R | |
| B． | X2Z2的电子式为： | |
| C． | X2Z的沸点比X2W的沸点高 | |
| D． | Y元素最高价氧化物的水化物浓溶液可以用铝制容器盛装 |
