Question

【題目】工業廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等，是形成霧霾的重要因素。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子形成的煙霧。

（1）NOx和SO2在空氣中存在下列平衡：

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進一步氧化，生成SO3和一種無色有毒的氣體。請寫出NO2和SO2反應的熱化學方程式______________。

（2） 常溫下，煙氣中SO2被NaOH溶液吸收可得到NaHSO3、Na2SO3等。

①已知Na2SO3水溶液顯堿性，原因是____________(寫出主要反應的離子方程式），該溶液中c（Na+）____ 2c（SO32－）+ c（HSO3－）（填“>”“<”或“=”）。

②常溫下，0.1mol/L的NaHSO3溶液的PH=6，則c（SO32－）—c（H2SO3）= ______ mol/L（填寫準確數值）。

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，根據蓋斯定律可知(②-①)÷2得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)，則可計算△H；

(2)①溶液中SO32-水解：SO32-+H2OHSO3-+OH-，破壞水的電離平衡，導致溶液顯堿性，根據電荷守恒分析；

②常溫下，亞硫酸氫鈉呈酸性，說明亞硫酸氫根離子的電離程度大于水解程度，根據物料守恒得c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)①，根據電荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)②，兩式計算得到。

(1)已知：①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-112kJmol-1，②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196kJmol-1，根據蓋斯定律可知(②-①)÷2得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)，則△H=[(-196kJmol-1)-( -112kJmol-1)]÷2==-42kJmol-1，故NO2和SO2反應的熱化學方程式為：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-42 kJmol-1；

(2)①溶液中SO32-水解：SO32-+H2OHSO3-+OH-，破壞水的電離平衡，導致溶液顯堿性，根據電荷守恒，溶液中c(H+)+c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，故c(Na+)＜2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)；

②常溫下，亞硫酸氫鈉呈酸性，說明亞硫酸氫根離子的電離程度大于水解程度，根據物料守恒得c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)①，根據電荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)②，將方程式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。