Question

【題目】燃煤及硫酸工業(yè)尾氣中的SO2是重要的大氣污染物，可以用以下方法處理尾氣中的SO2。

方法一：通過活性炭作用回收

（1）配平反應方程式。____C(s)+____SO2(g)_____S2(g)+_____CO2(g)

（2）反應的化學平衡常數(shù)表達式為______________________；若在某密閉容器中進行上述反應，為了加快吸收SO2，可采取的措施有_____________________________。

方法二：利用亞硫酸鈉溶液進行吸收

（3）把尾氣（含二氧化硫）不斷通入到飽和亞硫酸鈉溶液中，生成亞硫酸氫鈉，pH值的變化如圖所示，請根據(jù)圖示，解釋pH值變化的原因：_________________________________________。

方法三：利用氯氣和干燥的二氧化硫在活性炭催化劑存在下反應制取氯化硫酰：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)+97.3kJ，已知氯化硫酰（SO2Cl2）主要用作氯化劑。它是一種無色液體，熔點-54.1℃，沸點69.1℃。

（4）若反應的容器體積為2L，2分鐘內(nèi)液體質(zhì)量增加了2.7克，用氯氣表示這兩分鐘內(nèi)的化學反應速率____。

（5）（以下寫出一種措施即可）。若在此條件下，為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有______________，當___________________________時說明上述反應已達到平衡狀態(tài)。

Answer 1

【答案】2 2 1 2 K= 升高溫度或增大壓強或使用適當催化劑等 亞硫酸鈉溶液由于水解呈堿性(pH>7)；當通入二氧化硫后由于生成了亞硫酸氫鈉，其HSO3-電離（電離呈酸性）程度大于其水解（水解呈堿性）程度，所以溶液呈酸性。隨著二氧化硫的通入，亞硫酸鈉濃度逐漸減小，亞硫酸氫鈉濃度逐漸增大，一直到反應完全，故pH值逐漸減小直至不變 0.005mol/(L·min) 降低溫度或增大壓強 容器內(nèi)顏色不再改變或液體質(zhì)量不再改變等等

【解析】

（1）C元素的化合價由0升高到+4，S元素的化合價由+4降低到0，根據(jù)化合價升高和降低的總數(shù)相等，配平的的化學方程式為：2C(s)+ 2SO2(g) S2(g)+ 2CO2(g)；

（2）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=；若在某密閉容器中進行上述反應，為了加快吸收SO2，根據(jù)影響化學反應速率的外因可知，可采取的措施有升高溫度、增大壓強或使用適當催化劑等。

（3）把尾氣（含二氧化硫）不斷通入到飽和亞硫酸鈉溶液中，生成亞硫酸氫鈉。根據(jù)pH值的變化示意圖可知，溶液由堿性逐漸過渡到中性、酸性，最后基本保持不變。pH值發(fā)生這種變化的原因是：亞硫酸鈉溶液由于水解呈堿性(pH>7)；當通入二氧化硫后由于生成了亞硫酸氫鈉，HSO3-電離（電離呈酸性）程度大于其水解（水解呈堿性）程度，所以溶液呈酸性。隨著二氧化硫的通入，亞硫酸鈉濃度逐漸減小，亞硫酸氫鈉濃度逐漸增大，一直到反應完全，最后得到的是亞硫酸氫鈉溶液和亞硫酸的飽和溶液，故pH值逐漸減小直至不變。

（4）若反應的容器體積為2L，2分鐘內(nèi)液體質(zhì)量增加了2.7克，則2分鐘內(nèi)生成SO2Cl2(l)的物質(zhì)的量為0.02mol，氯氣要同時消耗0.02mol，則用氯氣表示這兩分鐘內(nèi)的化學反應速率為0.005mol/(L·min)。

（5）SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)+97.3kJ，該反應為氣體分子數(shù)減少的放熱反應，降低溫度或增大壓強均能使該化學平衡向正反應方向移動。若在此條件下，為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有降低溫度或增大壓強。在平衡狀態(tài)下，各組分的濃度保持不變，各組分的質(zhì)量也保持不變，其中只有氯氣是有色的氣體，故當容器內(nèi)顏色不再改變或液體質(zhì)量不再改變時說明上述反應已達到平衡狀態(tài)。