Question

（15分）二氧化硫和氮氧化物都是常见的大气污染物，回答下列相关问题。

Ⅰ某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：

i．2NO(g)＋Cl₂(g）2ClNO(g)   △H₁ ＜ 0       其平衡常数为K₁

ii．2NO₂(g)＋NaCl(s) NaNO₃(s)＋ClNO(g)  △H₂ ＜0     其平衡常数为K₂

（1）现有反应4NO₂(g)＋2NaCl(s) 2NaNO₃(s)＋2NO(g)＋Cl₂(g)，则此反应的平衡常数K₃＝     （用K₁、K₂表示），反应热△H₃＝     （用△H₁、△H₂表示）。

（2）为研究不同条件对反应ii的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO₂和足够的NaCl(s)，10min时反应ii达到平衡。测得平衡时NO₂的转化率α₁(NO₂) ＝50%，则：

①10min内υ(ClNO) ＝                   ，平衡常数K₂＝                 ；

②若其它条件不变，使反应在恒压条件下进行，平衡时NO₂转化率为α₂(NO₂)，则：

α₁(NO₂) ＝          α₂(NO₂)（填“>”“<”或“=”）。

II除氮氧化物外，SO₂也是重要的大气污染物，需要对其进行吸收处理。

（3）若用一定量的NaOH溶液吸收SO₂气体后所得吸收液恰好呈中性，下列有关吸收液中粒子关系正确的是              。

A．c(Na^＋) ＝ c(HSO₃^-)＋ 2c(SO₃^2-)

B．c(Na^＋) > c(HSO₃^-) ＝c(SO₃^2-) > c(H⁺) = c(OH^—)

C．2c(Na^＋) ＝2c(H₂SO₃)＋2c(HSO₃^-)＋2c(SO₃^2-)

D．c(Na^＋) > c(HSO₃^—) + c(SO₃^2—) +c(H₂SO₃)

（4）工业上也可以用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如图所示，则

①工作一段时间后，阴极区溶液的pH      （填“增大”“减小”或“不变”）；

②写出阳极的电极反应式                       。

Answer

（15分）

（1）K22/ K1 （2分） 2∆H2-∆H1 或-（∆H1-2∆H2） （2分）

（2）①2.5×10－3mol•L-1•min－1 （2分，不写单位或单位不正确扣1分）

10 L/mol （2分，不写单位或单位不正确扣1分） ②<

（3）AD（2分，选对1个得1分，见错不给分）

（4）①增大（2分）

②HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+（2分，物质正确但是没有配平扣1分）

【解析】

试题分析：（1）反应4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，可看着有ii×2再加i的逆反应得到，所以此反应的平衡常数K3＝K22/ K1，反应热△H3＝2∆H2-∆H1。

（2）①平衡时NO2的转化率α1(NO2) ＝50%，NO2的变化量为0.1mol，的变化量为 0.05mol，υ(ClNO)

=（0.05mol/2L）/10min=2.5×10－3mol•L-1•min－1；结合NO2的变化量可知平衡时，C(NO2)= 0.05mol/L C(ClNO)=0.025mol/L，故平衡常数K2＝0.025/0.052=10（L/mol）；②反应在恒容条件下进行，达到平衡时压强减少，先欲在恒压条件下进行，可看着在平衡下增大压强，此时平衡向正反应方向进行，所以NO2转化率增大，即：α1(NO2)< α2(NO2)。

（3）若用一定量的NaOH溶液吸收SO2气体后所得吸收液恰好呈中性，说明溶液的成份为Na2SO3和NaHSO3，此时溶液中存在电荷守恒：c(H＋)+c(Na＋) ＝ c(HSO3-)＋ 2c(SO32-)+c(OH-)，其中c(H＋)＝ c(OH-)，则c(Na＋) ＝ c(HSO3-)＋ 2c(SO32-) ，选项A正确；溶液中存在SO32-的水解与HSO3-的电离和水解，因此

c(HSO3-) ≠c(SO32-)，选项B不正确；溶液中的水解和电离均相对较弱，所以溶液中的c(SO32-)＞c(H2SO3)，根据c(Na＋) ＝ c(HSO)＋ 2c(SO32-)可得2c(Na＋) ≠2c(H2SO3)＋2c(HSO3-)＋2c(SO32-) 及c(Na＋) > c(HSO3—) + c(SO32—) +c(H2SO3)，故选项C不正确，选项D正确。

（4）①阴极区溶液中的H＋被还原成H2，工作一段时间后，阴极区溶液的pH增大；②阳极区HSO3-被氧化，电极反应式HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+。

考点：无机化工流程 涉及化学平衡的移动及平衡常数、盖斯定律的应用、电解质溶液中离子浓度的比较及电解原理的应用等。