题目内容
【题目】国家实施“青山绿水工程”，大力研究脱硝和脱硫技术。
(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。下图是该反应生成1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式____________(△H可用E1、E2、E3表示)。
(2)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S+O2=H2O2+S↓
①装置中H+向________池迁移。
②乙池溶液中发生反应的离子方程式:____________
(3)2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的反应历程如下:
反应I:2NO(g)N2O2(g)(快)；
<0 v1正=k1正 c2(NO) 、v1逆=k1逆 c(N2O2)
反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) 2<0 v2正=k2正 c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆 c2(NO2)；
在一定条件下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数=___________(用含K1正、K1逆、K2正、K2逆的代数式表示)。
(4)废水处理时，通H2S(或加S2－)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25°℃，某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L－1，调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时，废液中c(H2S)=0.1mol·L－1，此时pH约为____。(已知：Ksp(MnS)=5.0×10-14，H2S的电离常数：K1=1.5×10-7，K2=6.0×10-15，1g6=0.8)
【答案】H2(g)+NO(g)=
N2(g)+H2O(g) △H=(E1-E2)kJ/mol 甲 H2S+I3-=S+2H++3I- 
5.2
【解析】
(1)根据能量变化图，反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能，再根据热化学反应方程式的书写解答；
(2)①H+是阳离子，向负电荷较多的正极移动；
②根据图示可知H2S与I3-反应产生S单质，H+、I-，根据物质变化书写方程式；
(3)①反应I：2NO(g)
N2O2(g)(快)，
反应Ⅱ：②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)，
根据盖斯定律，①+②得2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，平衡常数K=
，由反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆；将各个速率值带入上式，就可得到化学平衡常数的表达式；
(5)当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀，由此求出S2-的浓度，结合K1×K2=
，将各个数值带入计算出c(H+)，然后可计算出溶液的pH。
(1)一定条件下H2还原NO生成N2和1mol水蒸气，依据能量变化图可知反应放热，反应焓变△H=E1-E2，反应的热化学方程式为：H2(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g) △H=(E1-E2)kJ/mol；
(2)①根据图示可知，电子由乙池流向甲池碳棒，使碳棒上负电荷较多，乙池中的H+是阳离子，向负电荷较多的碳棒区域移动，即由乙池向甲池移动；
②根据图示可知H2S与I3-反应产生S单质，H+、I-，反应方程式为：H2S+I3-=S+2H++3I-；
(3)①反应I：2NO(g)N2O2(g)(快)，
反应Ⅱ：②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)，
根据盖斯定律，①+②得2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，平衡常数K=，由反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆；k1正 c2(NO)×k2正 c(N2O2)c(O2)= k1逆 c(N2O2)×k2逆 c2(NO2)，则K=
；
(4)当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀，所以c(S2-)=
mol/L=2.5×10-12mol/L；
H2S的电离常数：K1=1.5×10-7，K2=6.0×10-15，K1×K2==1.5×10-7×6.0×10-15=9.0×10-22，结合c(H2S)=0.1mol/L可知：c(H+)=
=6×10-6mol/L，则此时溶液的pH=-lg6×10-6=6-lg6=6-0.8=5.2。
