Question

【題目】2013年，“霧霾”成為年度關鍵詞。近年來，對“霧霾”的防護與治理成為越來越重要的環(huán)境問題和社會問題：霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項組成。

(I)燃煤尾氣中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液，在pH為4-7之間時電解，硫元素在鉛陰極上被電解還原為Na2S2O4。Na2S2O4俗稱保險粉，廣泛應用子染料、印染、造紙、食品工業(yè)以及醫(yī)學上。這種技術是最初的電化學脫硫技術之一。請寫出該電解反應中陰極的電極方程式：____________。

(2)SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸我者硫酸銨，其中SO2發(fā)生催化氧化的反應為：2 SO2 (g)+ O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2(其中n(SO2):n(O2)=2:1)，測得容器內總壓強與反應時間如圖所示：

①圖中A點時，SO2的轉化率為____________。

②計算SO2催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數(shù)K=_______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)）

③若在T2℃，其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如圖所示，則Tl__T2(填“>”、“<”、“=”)；其中C點的正反應速率vc(正)與A點的逆反應速率VA（逆）的大小關系為vc(正)____VA（逆）(填“>”、“<”、“=”)

Answer 1

【答案】 2HSO3－+ 2H++2e－ = S2O42－+2H2O 45% 24300 (Mpa)－1 < >

【解析】(I)電解:陰極上得電子,發(fā)生還原反應，2HSO3－+2H＋+2e－=S2O42－+2H2O；(2)①列出三段式，設氧氣消耗物質的量為x，

2SO2（g）+O2（g）2SO3

起始量/mol 2a a 0

變化量/mol 2x x 2x

平衡/mol 2a-2x a-x 2x

圖中A點時，氣體物質的量0.085，則(2a-2x+a-x+2x)/(2a+a)=0.085/0.1，x=0.45a，SO2的轉化率=0.45a×2/2a×100%=45%；②圖中B點，列出三段式，設氧氣消耗物質的量為y，

2SO2（g）+O2（g）?2SO3

起始量/mol 2a a 0

變化量/mol 2y y 2y

平衡量/mol 2a-2y a-y 2y

B點氣體物質的量為 0.007，則(2a-2y+a-y+2y)/(2a+a)=0.07/0.1，y=0.9a，平衡常數(shù)K=（(0.007×1.8/(0.2a+0.1a+1.8a))2(0.007×0.2a/(0.2a+0.1a+1.8a))-2×(0.007×0.1a/(0.2a+0.1a+1.8a)）-1=24300（MPa）-1。即K==24300（MPa）-1。③圖象分析可知，先拐先平溫度高則T1＜T2，C點是平衡狀態(tài)，A點反應未達到平衡狀態(tài)，其中C點的正反應速率vC（正）與A點的逆反應速率vA（逆）的大小關系為vC（正）＞vA（逆）。