Question

【題目】燃煤煙氣中的SO2、NOx是形成酸雨的有害物質。應設法吸收利用。

I.吸收SO2：通入氨水將其轉化為NH4HSO3，NH4HSO3溶液呈_____性(填“酸”、“堿”、“中”)；再通空氣將NH4HSO3氧化，溶液pH將__________(填“增大”、“減小”、“不變”)

Ⅱ.處理NO：先用O3處理，再用Na2SO3溶液吸收。O3處理的熱化學方程式為：

NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=akJ·mol-1

NO2(g)=NO(g)+1/2O2(g) △H=bkJ·mol-1

(1)反應NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_______kJ·mol-1。

(2)用Na2SO3溶液吸收時，溶液中SO32-將NO2轉化為NO2-，反應的氧化產物是_________。

Ⅲ.利用SO2：分離出SO2可用于生產硫酸，反應之一：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0。

(3)恒溫恒容下，改變SO2、O2的物質的量之比[n(SO2)/n(O2)]，平衡時測定Y的值，Y與[n(SO2)/n(O2)]的關系如圖所示，則Y可能是______________。

A.正反應速率 B.SO3的體積分數 C.SO2的轉化率 D.SO2的體積分數

a→b段y變化的原因是___________。

(4)Kp是以各氣體平衡分壓(各氣體的分壓=總壓×各氣體的體積分數)代替平衡濃度表示的平衡常數。

①Kp與溫度(T/K)的關系是㏒Kp=-4.86(R為常數)，請判斷R___0(填“&gt;”或“&lt;”)，原因是________。

②在10.0%SO2、13.5%O2、76.5%N2(體積分數)時，SO2平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖。

則x_____1.0(填“&gt;”或“&lt;”)；計算550℃、1.0atm下，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的Kp=____。(精確到1位小數)

Answer 1

【答案】 酸性 減小 a-2b SO42- AB SO2濃度增大，正反應速率增大，平衡正移，SO3增多 > 溫度（T）升高，平衡逆向移動，Kp減小，由關系式可判斷R>0 > 859.5 atm-1

【解析】I. 亞硫酸屬于中強酸，NH4HSO3溶液顯酸性；再通空氣將NH4HSO3氧化生成(NH4)2SO4和硫酸，溶液的酸性增強，pH將減小，故答案為：酸性；減��；

Ⅱ.(1)①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=akJ·mol-1，②NO2(g)=NO(g)+1/2O2(g) △H=bkJ·mol-1，根據蓋斯定律，將①-②×2得：NO(g)+O3(g)=3NO2(g) △H=(a-2b )kJ·mol-1，，故答案為：a-2b；

(2) SO32-將NO2轉化為NO2-，反應中N元素的化合價由+4價變成+3價，被還原，則S元素化合價由+4價變成+6價被氧化，反應的氧化產物為SO42-，故答案為：SO42-；

Ⅲ. (3) A. 根據圖像，增大SO2、O2的物質的量之比[n(SO2)/n(O2)]，可以是充入二氧化硫，正反應速率增大，隨著反應的進行，正反應速率又逐漸減小，故A正確；B. 可以是充入二氧化硫，平衡正向移動，SO3的體積分數增大，當充入的二氧化硫到一定沉淀時，三氧化硫的體積分數得到最大，隨后又逐漸減小，故B正確；C. 增大SO2、O2的物質的量之比[n(SO2)/n(O2)]，SO2的轉化率減小，故C錯誤；D. 充入的二氧化硫越多，SO2的體積分數越大，故D錯誤；a→b段y變化的原因是SO2濃度增大，正反應速率增大，平衡正移，SO3增多，故選AB；SO2濃度增大，正反應速率增大，平衡正移，SO3增多；

(4) ①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0，溫度(T)升高，平衡逆向移動，Kp減小，由㏒Kp=-4.86可判斷R>0，故答案為：>；溫度(T)升高，平衡逆向移動，Kp減小，由關系式可判斷R>0；

②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)屬于反應后氣體的物質的量減小的反應，增大壓強，其他條件不變時，SO2平衡轉化率增大，因此x＞1.0，550℃、1.0atm下，SO2平衡轉化率為90%，設反應前氣體的總物質的量為100mol，則SO2為10mol， O2為13.5mol，76.5N2為76.5mol。

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始(mol) 10 13.5 0

反應 9 4.5 9

平衡 1 9 9

平衡分壓(atm)

Kp==859.5 atm-1，故答案為：> ； 859.5 atm-1。