Question

【題目】SO2的含量是空氣質量日報中一項重要檢測指標，請結合所學知識回答下列問題．
（1）工業制硫酸過程中，SO2催化氧化的原理為： 2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）
T℃時，向某密閉容器中充入一定SO2（g）和O2（g），發生上述反應，測得SO2（g）的平衡轉化率（a）與體系總壓強（p）的關系如圖1所示．

①a、b兩點對應的平衡常數K（a）K（b）（填“＞”、“＜”或“=”，下同），SO2濃度c（a）c（b）．
②c點時，反應速率v（正）v（逆） ．
（2）電化學法處理SO2 ． 硫酸工業尾氣中的SO2經分離后，可用于制備硫酸，同時獲得電能，裝置如圖2所示（電極均為惰性材料）：
①M極發生的電極反應式為 ．
②若使該裝置的電流強度達到2.0A，理論上每分鐘應向負極通入標準狀況下氣體的體積為L（已知：1個e﹣所帶電量為1.6×10﹣19C）．
（3）溶液法處理SO2 ． 已知常溫下H2SO3和H2CO3的電離常數如表所示：

電離常數 酸	K1	K2
H2SO3	1.3×10﹣2	6.3×10﹣8
H2CO3	4.2×10﹣7	5.6×10﹣11

常溫下，將SO2緩慢通入100mL 0.2molL﹣1的Na2CO3溶液中，當通入448mLSO2時（已折算為標準狀況下的體積，下同），發生的離子方程式為；當通入896mLSO2時，所得溶液呈弱酸性，溶液中各離子濃度由大到小的順序為

Answer 1

【答案】
（1）=；＞；＜
（2）SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣；0.014
（3）SO2+H2O+CO32﹣=HCO3﹣+HSO3﹣；c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣）
【解析】解：（1）①平衡常數隨溫度變化，溫度不變，平衡常數不變，所以K（a）=K（b），由圖象可知壓強越大SO2（g）的平衡轉化率（a）越大，所以b點SO2（g）的平衡轉化率比a點大，則SO2濃度c（a）＞c（b）， 所以答案是：=；＞；
②根據圖象可知c點在平衡點上方，所以要達到平衡要向下移動即減小SO2（g）的平衡轉化率即逆向移動，則v（正）＜v（逆），
所以答案是：＜；（2）①該裝置是原電池，反應原理為二氧化硫、氧氣和水反應生成硫酸，通入氧氣的N電極是正極，原電池放電時，氫離子由負極移向正極，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式為：O2+4e﹣+4H+=2H2O，負極M上，二氧化硫失電子和水反應生成硫酸，電極反應式為：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣ ，
所以答案是：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣；
②根據Q=It=2A×60s=120C，N= = =7.5×1020個，由

SO2～～～～	2e﹣
22.4	2×6.02×1023
V	7.5×1020

V= ≈0.014L，
所以答案是：0.014；（3）將當通入448mL即 =0.02molSO2緩慢通入100mL 0.2molL﹣1即0.1×0.2=0.02mol的Na2CO3溶液中時，則按1：1反應生成亞硫酸氫鈉和碳酸氫鈉，離子方程式為：SO2+H2O+CO32﹣=HCO3﹣+HSO3﹣；當通入896mL即 =0.04molSO2時，則按2：1反應生成亞硫酸鈉、水和二氧化碳，則所得溶液即為亞硫酸鈉溶液，電離大于水解顯酸性，所以溶液中各離子濃度由大到小的順序為：c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣），
所以答案是：SO2+H2O+CO32﹣=HCO3﹣+HSO3﹣；c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣）．
【考點精析】掌握化學平衡狀態本質及特征和化學平衡的計算是解答本題的根本，需要知道化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．