Question

【题目】工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。

（1）NOx和SO2在空气中存在下列平衡：

2NO(g）+ O2(g） 2NO2(g） △H= —112 kJ·mol-1

2SO2(g）+ O2 (g) 2SO3(g） △H= —196 kJ·mol-1

SO2通常被NO2进一步氧化，生成SO3和一种无色有毒的气体。请写出NO2和SO2反应的热化学方程式______________。

（2） 常温下，烟气中SO2被NaOH溶液吸收可得到NaHSO3、Na2SO3等。

①已知Na2SO3水溶液显碱性，原因是____________(写出主要反应的离子方程式），该溶液中c（Na+）____ 2c（SO32－）+ c（HSO3－）（填“>”“<”或“=”）。

②常温下，0.1mol/L的NaHSO3溶液的PH=6，则c（SO32－）—c（H2SO3）= ______ mol/L（填写准确数值）。

Answer 1

【答案】NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+ NO（g） △H= —42 kJ/mol SO32－ + H2OHSO3－+ OH－ > ②9.9×10-7

【解析】

(1)已知：①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-112kJmol-1，②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196kJmol-1，根据盖斯定律可知(②-①)÷2得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)，则可计算△H；

(2)①溶液中SO32-水解：SO32-+H2OHSO3-+OH-，破坏水的电离平衡，导致溶液显碱性，根据电荷守恒分析；

②常温下，亚硫酸氢钠呈酸性，说明亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度，根据物料守恒得c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)①，根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)②，两式计算得到。

(1)已知：①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-112kJmol-1，②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196kJmol-1，根据盖斯定律可知(②-①)÷2得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)，则△H=[(-196kJmol-1)-( -112kJmol-1)]÷2==-42kJmol-1，故NO2和SO2反应的热化学方程式为：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-42 kJmol-1；

(2)①溶液中SO32-水解：SO32-+H2OHSO3-+OH-，破坏水的电离平衡，导致溶液显碱性，根据电荷守恒，溶液中c(H+)+c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，故c(Na+)＜2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)；

②常温下，亚硫酸氢钠呈酸性，说明亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度，根据物料守恒得c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)①，根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)②，将方程式①代入②得，c(H2SO3)+c(H+)=c(OH-)+c(SO32-)，所以c(SO32-)-c(H2SO3)=c(H+)-c(OH-)=(10-6-10-8)molL-1=9.9×10-7molL-1。