Question

【題目】氮和硫及其化合物的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。

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

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

則SO2(g)與NO2(g)反應(yīng)生成SO3(g)和NO(g)的熱反應(yīng)方程式為________。

（2）①若在絕熱恒容密閉容器中通入一定量的SO2和O2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，一段時間內(nèi)，正反應(yīng)速率隨時間變化曲線如右圖所示，則在a點時，反應(yīng)______(填“達到”或“未達到”)平衡狀態(tài)；t1～t3時間內(nèi)，v正先增大后減小的主要原因是___________。

②若在兩個相同絕熱恒容密閉容器中分別加入A：2molSO2(g)和1molO2(g)；B:2molSO3(g)，其它條件相同，發(fā)生反應(yīng)I，達到平衡時，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)：A _____B(填“>”、“＝”、“＜ ” )。

（3）已知常溫下，H2S的電離常數(shù)：K1=1.3×10-7, K2=7.1×10-15，則0.lmol/LH2S溶液的pH約為_______(取近似整數(shù)值)；向濃度均為0.001mol·l-1的AgNO3和Hg(NO3)2混合溶液中通入H2S氣體，開始生成沉淀的c(S2-)為_______。(已知：Ksp(Ag2S)=6.3×10－50，Ksp(HgS)=1.6×10－52)

（4）NH3催化還原氮氧物技術(shù)（SCR）是目前應(yīng)用廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。現(xiàn)有NO、NO2的混合氣6L，可用同溫同壓下7L的NH3恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為________。

Answer 1

【答案】 SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) △H＝-41.8kJ/mol 未達到 t1～t2時間內(nèi)，v正增大的主要原因是反應(yīng)放熱導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高；t2～t3時間內(nèi)，v正減小的主要原因是反應(yīng)物濃度減小 ＜ 4 1.6×10-49mol/L 1：3

【解析】（1）已知反應(yīng)I: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H＝-196.6kJ·mol-1，反應(yīng)II: 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H＝-113.0kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律(I-II)/2即得到SO2(g)與NO2(g)反應(yīng)生成SO3(g)和NO(g)的熱反應(yīng)方程式為SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) △H＝-41.8kJ/mol；（2）①化學(xué)平衡狀態(tài)的標志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，a點對應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，故一定未達平衡；t1～t2時間內(nèi)，v正增大的主要原因是反應(yīng)放熱導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高；t1～t3時間內(nèi)，v正減小的主要原因是反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低；②容器恒容絕熱，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)（g）△H＜0，反應(yīng)放熱，若在該容器中加入：A：2molSO2(g)和1molO2(g)，則開始反應(yīng)放熱，溫度升高平衡左移，K減小；若在容器中加入2molSO3(g)，則開始時反應(yīng)吸熱，溫度降低平衡右移，K增大，故該反應(yīng)的平衡常數(shù)A＜B；（3）已知常溫下，H2S的電離常數(shù)：K1=1.3×10-7，K2=7.1×10-15，則0.lmol/LH2S溶液中氫離子濃度約是，因此pH約為4；根據(jù)溶度積常數(shù)Ksp(Ag2S)=6.3×10－50，Ksp(HgS)=1.6×10－52可知首先產(chǎn)生HgS沉淀，此時溶液中c(S2-)＝1.6×10－52/0.001mol/L=1.6×10-49mol/L。（4）設(shè)出NO的物質(zhì)的量為Xmol，NO2的物質(zhì)的量為Ymol，根據(jù)體積之比是物質(zhì)的量之比可知X+Y=6 ①；氨氣反應(yīng)時，NO和NO2得電子，而氨氣失電子，根據(jù)得失電子數(shù)守恒可有：2X+4Y=7×3 ②，將兩式聯(lián)立即可解得X=1.5，Y=4.5，則有X：Y=1：3。