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排放SO2、NO等大气污染物是产生雾霾的因素之一.如何处理和利用SO2、NO是环保科学研究的热点.(1)将物质的量之比为1:1的NO、NO2气体通人冰水中生成HNO2(亚硝酸).某温度T下,0.2mol•L-

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排放SO2、NO等大气污染物是产生雾霾的因素之一.如何处理和利用SO2、NO是环保科学研究的热点.
(1)将物质的量之比为1:1的NO、NO2气体通人冰水中生成HNO2(亚硝酸).某温度T下,0.2mol•L-1HNO2溶液的pH=2,则该温度下,HNO2的电离常数Ka(HNO2)≈___(保留一位小数).
(2)“脱硝”是指将NO2转化成N2.已知:
①4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g)△H1
②8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H2
③N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H3
④2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H4
△H2=___ (用含△H1、△H3、△H4代数式表示).
(3)利用电解法将雾霾中SO2、NO转化为(NH42SO2的装置如图1所示,写出阴极的电极反应式:___.
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(4)一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入等物质的量的NO2和SO2气体反应(产物为两种气体),测得混合气体中NO2、SO3气体的物质的量与时间关系如图2所示.
①下列情况说明该反应达到平衡状态的是___(填字母).
A.混合气体的密度不再改变
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体中NO2体积分数不再改变
D.混合气体的颜色不再改变
②若其他条件不变,达到平衡后,向容器中再充入1mol SO2(g)和1mol NO2(g),平衡___(填“向左”“向右”或“不”)移动,SO2的平衡转化率___(填“增大”“减小”或“不变”).
③上述反应中,在0~2min内SO2的平均反应速率v(SO2)=___.
④在该温度下,该反应的平衡常数K=___(结果保留两位小数).
▼优质解答
答案和解析
(1)Ka(HNO2)=
c(H+).c(NO2-)
c(HNO2)
c2(H+)
c(HNO2)
=
10-2×10-2
0.2-10-2
=5.3×10-4
故答案为:5.3×10-4
(2)将方程式2①+3③-3④得方程式②,则△H2=2△H1+3△H3-3△H4
故答案为:2△H1+3△H3-3△H4
(3)根据图知,电解池中NO得电子和氢离子发生还原反应生成铵根离子,二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子,阴极反应式为NO+5e-+6H+═NH4++H2O,故答案为:NO+5e-+6H+═NH4++H2O;
(4)①A.反应前后气体质量不变、容器体积不变,所以混合气体密度始终不变,不能根据混合气体的密度判断平衡状态,故A错误;
B.反应前后混合气体质量不变、物质的量不变,所以混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能据此判断平衡状态,故B错误;
C.混合气体中NO2体积分数不再改变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;
D.混合气体的颜色不再改变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D正确;
故选CD;
②相当于缩小体积,增大反应物浓度,压强增大平衡不移动;增大反应物浓度相当于增大压强,该反应前后气体计量数之和不变,压强不影响平衡移动,所以其转化率不变,
故答案为:不;不变;
③上述反应中,在0~2min内SO2的平均反应速率v(SO2)=v(NO2)=
△n
V
△t
=
1-0.6
2
2
mol/(L.min)=0.15mol/(L.min),
故答案为:0.15mol/(L.min);
④该反应       NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g),
开始(mol/L)0.5        0.5             0             0
反应(mol/L)0.2        0.2             0.2         0.2
平衡(mol/L)0.3        0.3             0.2         0.2
化学平衡常数K=
0.2×0.2
0.3×0.3
=
4
9

故答案为:
4
9
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