Question

【题目】氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质，某科研小组进行如下研究。

（1）已知：

写出SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式___。

（2）向容积为1L密闭容器中分别充入0.10molNO2和0.15molSO2，在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率，结果如图所示。

①a、c两点反应速率大小关系：υ(a)___υ(c)。（填“>”、“<”或“=”）

②温度为T2时从反应开始经过2min达到b点，用SO3表示这段时间的反应速率为___，此温度下该反应的平衡常数为___，若在此温度下，保持容器的容积不变，再向容器中充入0.20molNO2和0.30molSO2，NO2的转化率___。（填“增大”、“减小”或“不变”）

③NO2的转化率随温度升高先增大后减小的原因是：___。

（3）常温下用NaOH溶液吸收SO2，在吸收过程中，溶液pH随n(SO32-)∶n(HSO3-)变化关系如下表：

n(SO32-)∶n(HSO3-)	91∶9	1∶1	9∶91
pH	8.2	7.2	6.2

当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小排列顺序为___。

Answer 1

【答案】SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH＝－41.8kJ·mol－1 < 0.025mol·L－1·min－1 0.50 不变 温度为T2，b点为平衡点，T2以前温度升高，反应速率加快，NO2转化率增大，T2以后，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，转化率减小 c(Na+)>c(HSO3－)>c(SO32－)>c(H+)=c(OH－)

【解析】

（1）根据两幅图写出各自的热化学方程式再根据盖斯定律书写出正确的SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式；

（2）①温度越高，反应速率越快，由此判断；

②通过NO2的转化率计算转化的物质的量，再根据三段法计算反应速率和平衡常数；在此温度下，保持容器的容积不变，再向容器中充入0.20molNO2和0.30molSO2，由于温度不变，平衡常数不发生变化，据此利用三段法进一步计算转化率；

③根据影响平衡移动的因素进行分析；

（3）由数据可知，溶液中n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时，溶液pH=7.2，且比值越大，溶液碱性越强，因此吸收液呈中性时，n(SO32-):n(HSO3-)<1:1，且中性时c(H+)=c(OH-)，结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)，据此判断；

（1）根据两图可知热化学方程式为：①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-113.0kJ/mol，②2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol，②-①可得：SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH＝－41.8kJ·mol－1；

（2）①温度越高，反应速率越快，所以有υ(a)<υ(c)；

②温度为T2时从反应开始经过2min达到b点,NO2的转化率为50%，设NO2的转化了x mol/L，

SO2(g) + NO2(g) = SO3(g) + NO(g)

始(mol/L) 0.15 0.1 0 0

转(mol/L) x x x x

平(mol/L) 0.15-x 0.1-x x x

则有：×100%=50%，解得x=0.05，

那么用SO3表示这段时间的反应速率v===0.025mol·L－1·min－1;

K===0.50；

SO2(g) + NO2(g) = SO3(g) + NO(g)

始(mol/L) 0.40 0.25 0.05 0.05

转(mol/L) y y y y

平(mol/L) 0.40-y 0.25-y 0.05+y 0.05+y

由于温度不变，平衡常数不发生变化，则有

K===0.50，解得y=0.125mol/L

NO2的转化率=×100%=50%，转化率不变；

③温度为T2时，达到平衡的点为b点，T2前，温度升高，反应速率加快，NO2转哈氨氯增大，T2以后，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率减小。

（3）由数据可知，溶液中n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时，溶液pH=7.2，且比值越大，溶液碱性越强，因此吸收液呈中性时，n(SO32-):n(HSO3-)<1:1，且中性时c(H+)=c(OH-)，结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)，因此溶液中c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)