Question

【題目】對(duì)煙道氣中的SO2進(jìn)行回收再利用具有較高的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

Ⅰ. CO還原法

（1）一定條件下，由SO2和CO反應(yīng)生成S和CO2的能量變化如右圖I所示，每生成16gS(s) ，該反應(yīng)_______（填“放出”或“吸收”）的熱量為_________。

（2）在絕熱恒容的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：

2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_______。對(duì)此反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是__________

A．若混合氣體密度保持不變，則已達(dá)平衡狀態(tài)

B．反應(yīng)開始到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變

C．達(dá)平衡后若再充人一定量CO2，平衡常數(shù)保持不變

D．分離出S，正、逆反應(yīng)速率均保持不變

（3）向2L恒溫恒容密閉容器中通入2molCO和lmolSO2，分別進(jìn)行a、b、c三組實(shí)驗(yàn)。在不同條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如下圖Ⅱ所示，則三組實(shí)驗(yàn)溫度的關(guān)系是a ______b ______c （填“> ”、“< ”、或“=”) ；實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開始至平衡時(shí)，反應(yīng)速率v(SO2)=____________。

Ⅱ.Na2SO3溶液吸收法

常溫下，用300mL1.0mol·L-1，Na2SO3溶液吸收SO2的過(guò)程中，溶液pH隨吸收SO2物質(zhì)的量的變化曲線如上圖Ⅲ所示。

（4）1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>_________

（5）若用等體積、等物質(zhì)的量濃度的下列溶液分別吸收SO2，則理論上吸收量最多的是____

A. NH3·H2O B. Na2S C. Na2CO3 D. FeCl3

（6）常溫下，H2SO3的二級(jí)電離平衡常數(shù)Ka2的數(shù)值為_________。

Answer 1

【答案】 放出 135KJ K=c2(CO2)/[c2(CO2)·c(SO2)] A、D = < 6.25×10-3mol/(L·min) c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+) B 10-7.3

【解析】Ⅰ. CO還原法

（1）從圖示可知，反應(yīng)物能量高生成物能量低，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)，反應(yīng)熱為△H=（409-679）kJ/mol=―270kJ/mol，故生成16gS放出的熱量為16g/32g·mol-1×270kJ/mol=135kJ；（2）2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 K=c2(CO2)/[c2(CO2)·c(SO2)]，注意硫?yàn)楣腆w；對(duì)此反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是AD。A．若混合氣體密度保持不變，因?yàn)镾是固體，只要平衡發(fā)生移動(dòng)，組成就要發(fā)生變化，則已達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；B．2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)開始到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤；C．達(dá)平衡后若再充人一定量CO2，平衡逆向移動(dòng)，要吸收能量，在絕熱恒容的密閉容器中，溫度要降低，平衡常數(shù)減小，，故C錯(cuò)誤；D．分離出S，對(duì)生成物濃度沒有影響，正、逆反應(yīng)速率均保持不變,故D錯(cuò)誤。故選AD。（3）a和b反應(yīng)起始?jí)簭?qiáng)相同，平衡時(shí)壓強(qiáng)相同，b快說(shuō)明加的是催化劑，如溫度不同，最后平衡時(shí)壓強(qiáng)不同，故溫度a=b；升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，壓強(qiáng)增大，故b的溫度低于c，故三組實(shí)驗(yàn)溫度的關(guān)系是a=b <c ；由圖a反應(yīng)前后壓強(qiáng)之比=反應(yīng)前后物質(zhì)的量之比， ，反應(yīng)后物質(zhì)的量為n=2.25mol，每有1molSO2參加反應(yīng)，反應(yīng)氣體體積減少1體積，所以參加反應(yīng)的SO2為3mol―2.25mol=0.75mol，v（SO2）= 。

Ⅱ、（4）Na2SO3水溶液中,有Na＋,SO32－,HSO3－,OH－,H＋,首先,根據(jù)物料守恒c(Na＋)=2c(SO32－)+2c(HSO3－)+2c(H2SO3)（溶液中Na元素是S元素的2倍）,可知Na＋濃度是最大的,SO32－的水SO32－+H2O（可逆）HSO3－+OH－,水解是微弱的,所以SO32－的濃度大于HSO3－和OH－

HSO3－進(jìn)一步水HSO3－+H2O（可逆）H2SO3+OH－,雖然這一步水解極其微弱,但畢竟是存在,這將導(dǎo)致OH－的濃度大于HSO3－（另外還有水的電解）,1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span> c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+) 。（5）若用等體積、等物質(zhì)的量濃度的下列溶液（設(shè)溶質(zhì)為1mol）分別吸收SO2，A、2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，吸收 0.5mol；B、2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S ，1molNa2S吸收2.5molSO2；C、Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2 1molNa2CO3吸收2molSO2；D、2Fe3＋+SO2+2H2O2Fe2＋+4H＋+SO42―，1molFeCl3吸收0.5molSO2；故選B；（6）常溫下，H2SO3的二級(jí)電離平衡常數(shù)Ka2的數(shù)值為

Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3，當(dāng)通入0.1molSO2時(shí)，生成0.2molNaHSO3，濃度為0.2mol/0.3L=2/3mol/L，此時(shí)剩余的c(SO32―)=0.2mol/0.3L=2/3mol/L，c(H＋)=10-7.3mol/L，Ka2=c(H＋)=10-7.3mol/L。