Question

【題目】碳、硫和氮元素及其化合物的處理，是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題．
（1）CO可轉(zhuǎn)化成二甲醚，原理為：2CO（g）+4H2（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n（H2）/n（CO）]的變化曲線如圖1

若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將（填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）SO2的水溶液呈酸性，某溫度下，0.02molL﹣1亞硫酸水溶液的pH等于2，若忽略亞硫酸的二級電離和H2O的電離，則該溫度下亞硫酸的一級電離常數(shù)Ka1= ．
（3）已知：反應(yīng)1：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H1；
反應(yīng)2：2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H2；若△H1＜△H2＜0，則反應(yīng)3：SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g）屬于（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
（4）若用少量NaOH溶液吸收SO2氣體，對產(chǎn)物NaHSO3進(jìn)一步電解可制得硫酸，電解原理示意圖（如圖2）．電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為 ．
（5）在恒溫密閉容器中通入SO2和NO2各1mol發(fā)生反應(yīng)3：SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，維持溫度和容積不變，10min時(shí)再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，20min時(shí)再次平衡．兩次平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率α1α2（填“＞”、“＜”、“=”）；請?jiān)谌鐖D3畫出正反應(yīng)速率v正在10至30min間隨時(shí)間變化的曲線圖 ．

Answer 1

【答案】
（1）減小
（2）0.01
（3）放熱
（4）HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+
（5）=；
【解析】解：（1）根據(jù)圖一可以看出，對于反應(yīng)：2CO（g）+4H2（g）CH3OH（g）+3H2O（g），在相同投料比[n（H2）/n（CO）]時(shí)，溫度升高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故升高溫度，平衡左移，平衡常數(shù)減小，所以答案是：減�。唬�2）由于0.02molL﹣1亞硫酸水溶液的pH等于2，即溶液中的氫離子濃度為0.01mol/L，而c（HSO3﹣）=c（H+），故有：

	H2SO3		HSO3﹣+	H+
初始濃度：	0.02mol/L		0	0
轉(zhuǎn)化濃度：	0.01mol/L		0.01mol/L	0.01mol/L
平衡濃度：	0.01mol/L		0.01mol/L	0.01mol/L

則有電離平衡常數(shù)Ka1= =0.01，所以答案是：0.01；（3）已知反應(yīng)1：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H1；
反應(yīng)2：2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H2 ， 根據(jù)蓋斯定律，將 可得目標(biāo)反應(yīng)：SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g），則△H3= ，而由于△H1＜△H2＜0，故△H3= ＜0，故此反應(yīng)放熱，所以答案是：放熱；（4）電解池中陽極和電源正極相連，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解NaHSO3溶液可制得硫酸，硫的化合價(jià)升高，所以陽極是HSO3﹣溶液失去電子被氧化生成SO42﹣ ， 則陽極電極反應(yīng)式是：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+ ，
所以答案是：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+；（5）在恒溫密閉容器中通入SO2和NO2各1mol發(fā)生反應(yīng)3：SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，維持溫度和容積不變，10min時(shí)再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，而由于SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g）是氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，故平衡不移動(dòng)，則兩次平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率α1=α2；由于10min時(shí)再通入各1mol的SO2和NO2的，故反應(yīng)物的濃度立即增大，則正反應(yīng)速率v正立即增大，后逐漸減小，最后20min達(dá)到平衡，故正反應(yīng)速率v正在10至30min間隨時(shí)間變化的曲線圖為：， ，所以答案是：=； ．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時(shí)，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時(shí)平衡移動(dòng)的規(guī)律符合勒沙特列原理．