Question

【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等，是形成霧霾的重要因素．霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子形成的煙霧．

（1）大氣中的SO2在煙塵的催化下形成硫酸的反應方程式是_____；

（2）已知2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196kJ/mol，提高反應中SO2的轉(zhuǎn)化率，是減少SO2排放的有效措施．

①T溫度時，在2L容積固定不變的密閉容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，5min后反應達到平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，則υ（O2）=___ ；

②在①的條件下，判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是____（填字母）．

a．SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2：1：2

b．容器內(nèi)氣體的壓強不變

c．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

d．SO3的物質(zhì)的量不再變化

e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等

（3）煙氣中的SO2可以用NaOH溶液吸收，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示．（電極材料為石墨）

①圖中a極要連接電源的（填“正”或“負”）____ 極，C口流出的物質(zhì)是____；

②SO32﹣放電的電極反應式為 _________ ；

③電解過程中若消耗12.6g Na2SO3，則陰極區(qū)變化的質(zhì)量為 _________ g（假設該過程中所有液體進出口密閉）。

Answer 1

【答案】2SO2+2H2O+O2=2H2SO4 0.05mol/（Lmin） bde 負 硫酸 SO32﹣-2e﹣+H2O=SO4 2﹣+2H+ 4.4

【解析】

1）煙塵中含有O2，SO2具有還原性，故SO2在煙塵的催化下形成硫酸是2SO2+2H2O+O2=2H2SO4；

（2）①T溫度時，在2L的密閉容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，5min后反應達到平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，

2SO2（g）+O22SO3（g）△H＜0

起始量（mol/L） 1.0 0.5 0

變化量（mol/L）1×50% 0.25 0.5

平衡量（mol/L） 0..5 0.25 0.5

前5min內(nèi)O2的平均反應速率==0.05mol/（Lmin）；

②化學平衡的標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變；

a．物質(zhì)的濃度關系和起始量和轉(zhuǎn)化率有關，SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2：1：2不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故a不符合；

b．因為該反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應，恒溫恒容條件下，壓強為變量，當容器中氣體的壓強不變說明達到平衡狀態(tài)，故b符合；

c．反應前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，密度在反應過程中和平衡狀態(tài)都不變，容器中混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故c不符合；

d．SO3的物質(zhì)的量不再變化，能說明反應達到平衡狀態(tài)，故d符合；

e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等說明正逆反應速率相同，能說明反應達到平衡狀態(tài)，故e符合；

故答案為：bde；

（3）①根據(jù)電解池中陰陽離子的移動方向：陽離子移向陰極可以判斷①圖中a極要連接電源的負極，SO32-在陽極失去電子變成SO42-，所以C口流出的物質(zhì)是H2SO4，

故答案為：負；硫酸；

②SO32-失去電子被氧化成SO42-，電極反應式為：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；

③電解過程中陰極區(qū)放氫生堿，水變?yōu)闅溲趸�鈉，陰極區(qū)變化的質(zhì)量等于氫氧化鈉的質(zhì)量減去消耗水的質(zhì)量；

根據(jù)電子守恒：

解得x=4.4g

若消耗12.6g Na2SO3，則陰極區(qū)變化的質(zhì)量為4.4 g，故答案為：4.4g。