Question

【題目】對煙道氣中的SO2進行吸收或回收再利用具有一定的社會和經濟價值。

請回答下列問題：

(1)用NaOH溶液吸收SO2 ，寫出相關反應的離子方程式_______________________。

(2)已知NaHSO3溶液顯酸性，比較NaHSO3溶液中c(H2SO3)_____ c(SO32－)(填“>”“<”或“=”)，請簡述判斷理由____________________________________________。

煙道氣中的SO2，也可通過如下反應回收硫：2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) + Q kJ。某溫度下，在2 L恒容密閉容器中通入2 mol SO2和一定量的CO，發(fā)生上述反應，5 min后達到平衡，生成1 mol CO2。

(3)一定條件下，上述反應的能量變化如圖1，則 Q =_________kJ。

(4)寫出該反應平衡常數表達式________；0～5min內SO2的平均反應速率為________。

(5)對反應2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) + Q kJ的分析正確的是_______。

a．若混合氣體密度保持不變，則反應已達平衡狀態(tài)

b．從反應開始到平衡時，容器內氣體的壓強保持不變

c．平衡時，其它條件不變，分離出硫，正反應速率加快

d．平衡時，其它條件不變,再充入一定量CO2，平衡常數保持不變

(6)其他條件不變時，隨著溫度的升高，SO2的平衡轉化率隨溫度的變化曲線如圖2所示，請解釋其可能的原因________________________________。(已知硫的沸點約是445°C)

Answer 1

【答案】或 < HSO3-既能水解生成H2SO3和OH- ，HSO3-又能電離生成SO32-和H+ ，已知NaHSO3溶液呈酸性，說明HSO3-的電離程度大于水解程度，所以c(H2SO3)< c(SO32－) 270 K= 0.05mol/(Lmin) ad 正反應放熱，溫度升高平衡逆向移動，SO2平衡轉化率降低；溫度高于445 ℃后硫變成氣態(tài)，硫變?yōu)榱蛘魵庑枰�吸熱，使得反應變�(yōu)槲鼰岱磻�，溫度升高平衡正向移動�?/span>SO2平衡轉化率升高

【解析】

(1) SO2與NaOH反應生成Na2SO3或NaHSO3；

(2) NaHSO3溶液顯酸性，說明的電離程度大于水解過程；

(3)由題可知，根據反應吸收和放出的能量的差值來判斷；

(4)由反應的方程式可知，寫出該反應的平衡常數表達式；5min時，生成CO21mol，所以消耗了0.5mol的SO2，據計算反應速率；

(5) 對反應2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g)，該反應在恒容條件下達到平衡，氣體的體積恒定，反應前后氣體的總質量發(fā)生變化，氣體的總量也發(fā)生變化，但是平衡常數的變化只與溫度有關，據以上分析解答；

(6)由題可知，溫度若低于445℃，該反應為放熱反應，升高溫度會導致平衡逆向移動，SO2轉化率下降；溫度若高于445℃，S單質會氣化，氣化是吸熱的過程，可能會使反應由放熱反應轉變?yōu)槲鼰岱磻�，從而升高溫度變得對反應正向進行有利。

(1)NaOH為強堿，離子方程式中可以拆分，若SO2少量則生成Na2SO3，若SO2過量，則生成NaHSO3；相關的離子方程式為和；

(2)是弱酸的酸式酸根，在水溶液中既能發(fā)生電離，也能發(fā)生水解；由于NaHSO3溶液顯酸性，說明的電離程度更大，因此溶液中的濃度相比于更大；

(3)由題可知，回收硫的反應是放熱反應，在生成硫單質，CO2的同時也產生了一部分熱量，反應前物質的總能量比反應后產物的總能量高出270kJ，因此，Q=270kJ；

(4)由反應的方程式可知，該反應的平衡常數表達式為；5min時，生成CO21mol，所以消耗了0.5mol的SO2，所以反應速率為：；

(5)a．該反應在恒容條件下達到平衡，氣體的體積恒定；該反應涉及的物質不全為氣體，所以氣體的質量會隨反應進行發(fā)生變化；若氣體的密度不再變化，則由公式可知，氣體的質量不再變化，那么反應一定達到了平衡狀態(tài)，a項正確；

b．該反應反應物中氣體的化學計量系數之和與產物中氣體的化學計量系數之和不相等，因此氣體的總物質的量會隨反應進行發(fā)生變化，又因為該反應是在恒容恒溫條件下達到的平衡；根據公式可知，容器內的壓強會隨著反應進行發(fā)生變化直至反應達到平衡，b項錯誤；

c．其他條件不變時，僅從體系內分離出S單質，不影響平衡的移動，對于正逆反應速率無影響，c項錯誤；

d．平衡常數認為只與溫度有關，溫度不變，所以平衡常數不變，d項正確；

答案選ad；

(6)由題可知，溫度若低于445℃，該反應為放熱反應，升高溫度會導致平衡逆向移動，SO2轉化率下降；溫度若高于445℃，S單質會氣化，氣化是吸熱的過程，可能會使反應由放熱反應轉變?yōu)槲鼰岱磻�，從而升高溫度變得對反應正向進行有利，SO2的轉化率也就逐漸升高。