Question

【題目】2018年6月27日，國務院發布《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，該計劃是中國政府部署的一項污染防治行動計劃，旨在持續改善空氣質量，為群眾留住更多藍天。對廢氣的進行必要的處理，讓空氣更加清潔是環境科學的重要課題。

(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

若某反應的平衡常數表達式為，請寫出此反應的熱化學方程式_________________。

(2)用如圖所示的電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉化為NH和SO

①寫出物質A的化學式____________。

②NO在電極上發生的反應為 _________________。

SO2在電極上發生的反應為 __________________。

(3)工業上常用氨水吸收SO2，可生成NH4HSO3和(NH4)2SO3。

①某同學測得氨水吸收SO2所得溶液中NH4HSO3和(NH4)2SO3的物質的量之比恰好為2:1，寫出該吸收過程的總反應方程式______________________________________。

②已知常溫下H2S的電離常數Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15，將等物質的量濃度的NaHS與Na2S溶液等體積混合，所得溶液中離子濃度大小順序為__________________。(用物質的量濃度符號由大到小排列)

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) 平衡常數表達式為，反應物為NO、CO，生成物為N2、CO2；根據蓋斯定律，求解即可；

(2)①SO2、NO分別變為銨根離子和硫酸根離子，則A為硫酸；

②NO在電極上失電子，變為銨根離子；SO2失電子，與水反應生成硫酸根離子和氫離子；

(3)①NH4HSO3和(NH4)2SO3的物質的量之比恰好為2:1，根據硫原子、氮原子守恒，則需要二氧化硫的系數為3，氨氣為4；

②根據電離平衡常數，求解NaHS的水解平衡常數，可確定NaHS的水解程度大于電離程度，而Na2S只水解生成HS－，即可判斷溶液中的離子濃度關系；

(1) 平衡常數表達式為，反應物為NO、CO，生成物為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，根據蓋斯定律，2②-①-③可得2CO(g)+ 2NO(g)= N2(g)＋CO2(g) △H＝－746.5kJ/mol；

(2)①SO2、NO分別變為銨根離子和硫酸根離子，則A為硫酸，其化學式為：H2SO4；

②NO在電極上失電子，變為銨根離子，發生的反應為2NO＋12H＋＋10e－＝2NH4＋＋2H2O；SO2失電子，與水反應生成硫酸根離子和氫離子，電極反應式為：5SO2＋10H2O－10e－＝5SO42－＋20H＋；

(3)①NH4HSO3和(NH4)2SO3的物質的量之比恰好為2:1，根據硫原子、氮原子守恒，則需要二氧化硫的系數為3，氨氣為4，則方程式為：3SO2＋4NH3·H2O＝2NH4HSO3＋(NH4)2SO3＋H2O；

②HS-的水解平衡常數Kw/ Ka1=，S2-的一級水解常數（一級水解遠遠大于二級水解）為Kw/ Ka2=，顯然HS-的水解程度大于其電離程度，但是小于S2－的水解程度，而S2－只水解，且水解程度大于HS－的水解程度和電離程度，則溶液中的離子濃度為c(Na＋)＞c(HS－)＞c(S2－)；水解溶液呈堿性，且為少量水解，則c(S2－)＞c(OH－)＞c(H＋)，答案為：c(Na＋)＞c(HS－)＞c(S2－)＞c(OH/span>－)＞c(H＋)。