Question

【题目】利用反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)+Q（Q>0）可处理NO2、SO2等大气污染物，具有十分重要的意义。

完成下列填空。

(1)该反应中被氧化的元素是_____；写出该反应的平衡常数表达式：K=_____。

(2)若将NO2(g)和SO2(g)置于一密闭容器中进行上述反应。下列说法能表明反应达到平衡状态的是______（选填编号）。

a.混合气体颜色保持不变 b.NO2和NO的体积比保持不变

c.每消耗1mol SO2的同时生成1mol SO3 d.体系中气体密度保持不变

(3)一定温度下，在容积为V L的容器中发生上述反应，t min内，SO2的物质的量下降了a mol，则这段时间内v(NO)=_______（用相关字母表示并注明单位）。

(4)请写出两种能提高SO2转化率的措施：_________。

(5)亚硫酸溶液久置，pH会变小，请用化学方程式表示其原因___。

(6)将SO2持续通入NaOH溶液中，溶液中SO32-的浓度变化如图所示，请解释原因。__________。

Answer 1

【答案】SO2中+4价的S ab mol/(L·min) 通入NO2、移走NO或SO3、降低温度、通入O2等（任写两种） 2H2SO3 +O2=2H2SO4 SO2与OH-反应生成SO32-，因此SO32-浓度增大；继续通入SO2时，SO2与SO32-反应生成HSO32-，导致SO32-浓度减小

【解析】

(1)氧化还原反应中所含元素化合价升高被氧化、化合价降低被还原；化学反应的平衡常数K=；

(2)平衡标志是用同一物质表示的正、逆反应速率相同，各成分浓度保持不变；

(3)同一反应，不同反应物或生成物的速率之比等于化学计量数之比，且v=；

(4)可结合影响平衡的因素分析，通过改变影响平衡的条件，促进平衡正向移动，提高SO2的转化率；

(5)亚硫酸具有较强还原性，易被空气中的氧气氧化生成硫酸，硫酸为强酸，由此分析放置亚硫酸pH变小的原因；

(6)SO2溶于NaOH溶液生成Na2SO3，随着反应的进行，溶液中SO32-增大，当NaOH完全反应后，继续通入SO2，Na2SO3会与SO2反应生成NaHSO3，溶液中SO32-浓度降低。

(1)反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)中S元素化合价从反应前SO2的+4升高为SO3的+6，被氧化；根据平衡常数的含义可知此反应的平衡常数表达式：K=；

(2)a.平衡混合物中只有NO2是红棕色的气体，其它气体均无色，若混合气体颜色保持不变， 则NO2浓度不变，证明反应达到平衡状态，a正确；

b.在反应过程中NO2和NO的体积之比为变量，则当NO2和NO的体积之比保持不变，能说明反应达到平衡，b正确；

c.每消耗1mol SO2的同时生成1mol SO3，说明反应正向进行，不能证明反应达到平衡，c错误；

d.反应前后气体质量不变，气体的体积不变，则反应过程中体系的气体密度始终不变，因此体系气体密度不变不能证明反应达到平衡，d错误；

故合理选项是ab；

(3)一定温度下，在容积为V L的容器中发生上述反应，t min内，SO2的物质的量下降了a mol，则这段时间内v(SO2)=mol/(L·min)；

(4)此反应的正反应为吸热反应，根据平衡移动原理，通入NO2、移或通入O2、走NO或SO3、降低温度均能促进平衡正向移动，达到提高SO2的转化率目的；

(5)亚硫酸为弱酸，但其还原性较强，易被空气中氧化氧化，发生2H2SO3+O2=2H2SO4，生成的硫酸为强酸，强酸完全电离产生自由移动的离子，因此可使溶液酸性增强，使pH减小；

(6)在NaOH溶液中不断通SO2，开始时SO2与OH-反应生成SO32-，使溶液中SO32-浓度增大；随着反应的进行，当通入SO2过量时，H2O、SO2与SO32-反应生成HSO3-，导致SO32-浓度又逐渐减小。