Question

【題目】含硫煙氣（主要成分為SO2)的處理備受關(guān)注，主要有以下兩種方法。請回答：

I .堿液吸收法

步驟1：用足量氨水吸收SO2

步驟2：再加入熟石灰，發(fā)生反應2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O

(1)步驟1中反應的離子方程式為_______________________。

(2)已知：25°C時，Ksp(CaSO3)=b，步驟2中反應的平衡常數(shù)K=a。該溫度下，Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

II.水煤氣還原法

己知：①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1

②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1

③CO的燃燒熱△H3=-283 kJ·mol-1

(3)1molS(l)在O2(g)中完全燃燒生成SO2(g)的熱化學方程式為____________。

(4)反應②的正反應的活化能為E1 kJ·mol-1，其逆反應的活化能E2=_____ kJ·mol-1。

(5)在一定壓強下，發(fā)生反應②。平衡時，α(SO2)與原枓氣投料比[]和溫度(T) 的關(guān)系如圖所示。

①α(H2)：N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。

②逆反應速率：M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。

(6)t℃時，向10L恒容密閉容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。發(fā)生反應①和反應②。5mim達到平衡時，SO2(g)和CO2(g) 的物質(zhì)的量分別為0.4mol、1.6mol。該溫度下，反應②的平衡常數(shù)K=__________。

Answer 1

【答案】 2NH3·H2O+ SO2= 2NH4++ SO32-+ H2O S(l)+O2(g)=SO2(g) △Hl=-529.0 kJ·mol-1 E1-45.4 < > 400

【解析】(1)步驟1中用足量氨水吸收SO2反應生成亞硫酸銨，反應的離子方程式為2NH3·H2O+ SO2= 2NH4++ SO32-+ H2O，故答案為：2NH3·H2O+ SO2= 2NH4++ SO32-+ H2O；

(2) 反應2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O的平衡常數(shù)K== ，因此Kb( NH3·H2O)= ，故答案為： ；

II. (3)①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1 ，②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1 ，③CO的燃燒熱△H3=-283 kJ·mol-1 即CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H2=-283KJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，將③×2-①得S(l)+O2(g)=SO2(g) △Hl=(-283KJmol-1)×2-(-37.0 kJ·mol-1)=-529.0 kJ·mol-1，故答案為：S(l)+O2(g)=SO2(g) △Hl=-529.0 kJ·mol-1；

⑷反應②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1，的正反應的活化能為E1 kJ·mol-1，則其逆反應的活化能E2= E1-45.4kJ·mol-1，故答案為：E1-45.4；

(5)①根據(jù)圖像，α(SO2)一定時，越大，氫氣的轉(zhuǎn)化率越大，α(H2)：N＜M，故答案為：＜；

②該反應屬于吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，反應物的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖像，相同條件下，T1時α(SO2)大于T2時的α(SO2)，說明T1＞T2，溫度越高，反應速率越快，逆反應速率：M＞Q，故答案為：＞；

(6) ① 2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)

起始(mol/L) 0.2 0.2 0

反應 0.16 0.08 0.16

平衡 0.04 0.12 0.16

② 2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g)

起始(mol/L)0.2 0.12 0

反應 0.16 0.08 0.16

平衡 0.04 0.04 0.16

反應②的平衡常數(shù)K==400，故答案為：400。