Question

【題目】利用反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)+Q（Q>0）可處理NO2、SO2等大氣污染物，具有十分重要的意義。

完成下列填空。

(1)該反應(yīng)中被氧化的元素是_____；寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=_____。

(2)若將NO2(g)和SO2(g)置于一密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)。下列說法能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______（選填編號(hào)）。

a.混合氣體顏色保持不變 b.NO2和NO的體積比保持不變

c.每消耗1mol SO2的同時(shí)生成1mol SO3 d.體系中氣體密度保持不變

(3)一定溫度下，在容積為V L的容器中發(fā)生上述反應(yīng)，t min內(nèi)，SO2的物質(zhì)的量下降了a mol，則這段時(shí)間內(nèi)v(NO)=_______（用相關(guān)字母表示并注明單位）。

(4)請(qǐng)寫出兩種能提高SO2轉(zhuǎn)化率的措施：_________。

(5)亞硫酸溶液久置，pH會(huì)變小，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因___。

(6)將SO2持續(xù)通入NaOH溶液中，溶液中SO32-的濃度變化如圖所示，請(qǐng)解釋原因。__________。

Answer 1

【答案】SO2中+4價(jià)的S ab mol/(L·min) 通入NO2、移走NO或SO3、降低溫度、通入O2等（任寫兩種） 2H2SO3 +O2=2H2SO4 SO2與OH-反應(yīng)生成SO32-，因此SO32-濃度增大；繼續(xù)通入SO2時(shí)，SO2與SO32-反應(yīng)生成HSO32-，導(dǎo)致SO32-濃度減小

【解析】

(1)氧化還原反應(yīng)中所含元素化合價(jià)升高被氧化、化合價(jià)降低被還原；化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；

(2)平衡標(biāo)志是用同一物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率相同，各成分濃度保持不變；

(3)同一反應(yīng)，不同反應(yīng)物或生成物的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，且v=；

(4)可結(jié)合影響平衡的因素分析，通過改變影響平衡的條件，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高SO2的轉(zhuǎn)化率；

(5)亞硫酸具有較強(qiáng)還原性，易被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，硫酸為強(qiáng)酸，由此分析放置亞硫酸pH變小的原因；

(6)SO2溶于NaOH溶液生成Na2SO3，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中SO32-增大，當(dāng)NaOH完全反應(yīng)后，繼續(xù)通入SO2，Na2SO3會(huì)與SO2反應(yīng)生成NaHSO3，溶液中SO32-濃度降低。

(1)反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)中S元素化合價(jià)從反應(yīng)前SO2的+4升高為SO3的+6，被氧化；根據(jù)平衡常數(shù)的含義可知此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=；

(2)a.平衡混合物中只有NO2是紅棕色的氣體，其它氣體均無(wú)色，若混合氣體顏色保持不變， 則NO2濃度不變，證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；

b.在反應(yīng)過程中NO2和NO的體積之比為變量，則當(dāng)NO2和NO的體積之比保持不變，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，b正確；

c.每消耗1mol SO2的同時(shí)生成1mol SO3，說明反應(yīng)正向進(jìn)行，不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡，c錯(cuò)誤；

d.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體的體積不變，則反應(yīng)過程中體系的氣體密度始終不變，因此體系氣體密度不變不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡，d錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是ab；

(3)一定溫度下，在容積為V L的容器中發(fā)生上述反應(yīng)，t min內(nèi)，SO2的物質(zhì)的量下降了a mol，則這段時(shí)間內(nèi)v(SO2)=mol/(L·min)；

(4)此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，通入NO2、移或通入O2、走NO或SO3、降低溫度均能促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，達(dá)到提高SO2的轉(zhuǎn)化率目的；

(5)亞硫酸為弱酸，但其還原性較強(qiáng)，易被空氣中氧化氧化，發(fā)生2H2SO3+O2=2H2SO4，生成的硫酸為強(qiáng)酸，強(qiáng)酸完全電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，因此可使溶液酸性增強(qiáng)，使pH減小；

(6)在NaOH溶液中不斷通SO2，開始時(shí)SO2與OH-反應(yīng)生成SO32-，使溶液中SO32-濃度增大；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)通入SO2過量時(shí)，H2O、SO2與SO32-反應(yīng)生成HSO3-，導(dǎo)致SO32-濃度又逐漸減小。