Question

氮和硫及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

（1）已知反应I: 2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g),△H＝-196.6kJ·mol^-1

反应II: 2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g),△H＝-113.0kJ·mol^-1

则SO₂(g)与NO₂(g)反应生成SO₃(g)和NO(g)的热反应方程式为________。

（2）①若在绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO₂和O₂，一定条件下发生反应I，一段时间内，正反应速率随时间变化曲线如右图所示，则在a点时，反应______(填“达到”或“未达到”)平衡状态；t₁～t₃时间内，v正先增大后减小的主要原因是___________。

②若在两个相同绝热恒容密闭容器中分别加入A：2molSO₂(g)和1molO₂(g)；B:2molSO₃(g)，其它条件相同，发生反应I，达到平衡时，则该反应的平衡常数：A _____B(填“>”、“＝”、“＜ ” )。

（3）已知常温下，H₂S的电离常数：K₁=1.3×10^-7, K₂=7.1×10^-15，则0.lmol/LH₂S溶液的pH约为_______(取近似整数值)；向浓度均为0.001mol·l^-1的AgNO₃和Hg(NO₃)₂混合溶液中通入H₂S气体，开始生成沉淀的c(S^2-)为_______。(已知：Ksp(Ag₂S)=6.3×10^－50，Ksp(HgS)=1.6×10^－52)

（4）NH₃催化还原氮氧物技术（SCR）是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术。现有NO、NO₂的混合气6L，可用同温同压下7L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为________。

Answer

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) △H＝-41.8kJ/mol 未达到 t1～t2时间内，v正增大的主要原因是反应放热导致容器内温度升高；t2～t3时间内，v正减小的主要原因是反应物浓度减小 ＜ 4 1.6×10-49mol/L 1：3

【解析】（1）已知反应I: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H＝-196.6kJ·mol-1，反应II: 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H＝-113.0kJ·mol-1，根据盖斯定律(I-II)/2即得到SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热反应方程式为SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) △H＝-41.8kJ/mol；（2）①化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，a点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡；t1～t2时间内，v正增大的主要原因是反应放热导致容器内温度升高；t1～t3时间内，v正减小的主要原因是反应物浓度减小导致反应速率降低；②容器恒容绝热，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)（g）△H＜0，反应放热，若在该容器中加入：A：2molSO2(g)和1molO2(g)，则开始反应放热，温度升高平衡左移，K减小；若在容器中加入2molSO3(g)，则开始时反应吸热，温度降低平衡右移，K增大，故该反应的平衡常数A＜B；（3）已知常温下，H2S的电离常数：K1=1.3×10-7，K2=7.1×10-15，则0.lmol/LH2S溶液中氢离子浓度约是，因此pH约为4；根据溶度积常数Ksp(Ag2S)=6.3×10－50，Ksp(HgS)=1.6×10－52可知首先产生HgS沉淀，此时溶液中c(S2-)＝1.6×10－52/0.001mol/L=1.6×10-49mol/L。（4）设出NO的物质的量为Xmol，NO2的物质的量为Ymol，根据体积之比是物质的量之比可知X+Y=6 ①；氨气反应时，NO和NO2得电子，而氨气失电子，根据得失电子数守恒可有：2X+4Y=7×3 ②，将两式联立即可解得X=1.5，Y=4.5，则有X：Y=1：3。

点睛：该题的考查的知识点较多，难度较大。判断t1～t3时间内反应速率的变化趋势是解答的易错点，要解答该题除了要掌握外界条件是如何影响化学反应速率的，还需要明确当有两个变量是哪一个起到主导作用。再判断平衡常数的相对大小时要注意题干条件恒容绝热，此时必须考虑反应是放热还是吸热。