题目内容
【题目】SO2是大气污染物之一，也是重要的化工原料。
(1)某温度下，反应
的能量变化如图。根据反应自发性判断，反应在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下可能有自发性，逆反应的活化能为______。
(2)将0.1 mol O2和0.2 mol SO2通入一容积可变的容器中进行反应：。测得SO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图。
①
______(填“＞”“＜”或“=”)
。
②若在300℃、压强为时，反应达到平衡，容器容积恰好为10 L，则此状态下反应的平衡常数K=____________。
③反应在
时刻达到平衡后，在
时刻速率发生如图所示变化，此刻可能改变的反应条件可能是______(填标号)。
A.加压B.向体系中再通入一定量SO2
C.升高温度D.加催化剂
(3)常温下，向1L
的水溶液中缓慢通入SO2气体(忽略溶液体积的变化)，该溶液的pH与通入SO2气体的体积(标准状况)的关系如图，则
_____；
_____；
_____。已知：常温下，氢硫酸的
、
，亚硫酸的
、
；
。
(4)用电解法处理CO2和SO2的混合污染气的原理如图所示，电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐，通电一段时间后，Ni电极表面形成掺杂硫的碳积层，则与Ni电极相连的是电源的______(填“正极”或“负极”)；阳极的电极反应式为________________________。
【答案】低温 
＜ 
AB 7 3.8 1.6 负极 
【解析】
(1)根据反应的特点以及反应能自发进行的条件
进行分析；反应热
；
(2)①根据压强对平衡移动的影响分析；
②列出三段式计算平衡常数；
③根据外界因素对反应速率和化学平衡的影响分析；
(3)结合化学反应以及弱酸的电离平衡常数进行计算；
(4)根据电解原理进行分析。
(1)反应
为气体物质的量减小的反应，由该反应的能量变化图可知其
、
，若反应能自发进行，则，故该反应在低温条件下可能有自发性；由图可知该反应的正反应的活化能为E，又
，故逆反应的活化能
；
(2)①该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，当温度一定时，加压平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，故
＜
；
②温度为300℃、压强为时，反应达到平衡，SO2的平衡转化率为60%，容器容积恰好为10 L，可列出三段式(单位为mol)：
，
此时c(SO2)=0.008mol/L，c(O2)=0.004mol/L，c(SO3)=0.012mol/L，则此状态下反应的平衡常数
；
③A. 加压瞬间，正、逆反应速率均增大，又平衡正向移动，则正反应速率大于逆反应速率，随反应进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故A符合；
B. 向体系中再通入一定量SO2，正反应速率瞬间增大，逆反应速率不变，随反应进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故B符合；
C. 升高温度瞬间，正、逆反应速率均增大，又平衡逆向移动，则逆反应速率大于正反应速率，随反应进行，正反应速率逐渐增大，逆反应速率逐渐减小，故C不符合；
D. 加催化剂正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，随反应进行，速率不再变化，故D不符合；
答案选AB。
(3)常温下，向1L 
的水溶液中缓慢通入SO2气体(忽略溶液体积的变化)，会发生反应
，则溶液的酸性先逐渐减弱，pH逐渐增大，当二者恰好反应后，溶液变为亚硫酸溶液，酸性逐渐增强，pH又逐渐减小，当SO2通入2240mL时，二者恰好反应生成硫单质沉淀，此时溶液pH=7，即a=7，消耗的n(SO2)=0.1mol，则n(H2S)=0.2mol；未通入SO2时，溶液中主要为氢硫酸的第一步电离
，
，
，故
，则
，故b=3.8；再继续通入SO21120mL（3360mL-2240mL=1120mL），即0.05mol时，SO2与水反应生成亚硫酸，溶液中亚硫酸的浓度为0.05mol/L，亚硫酸的电离与氢硫酸的电离类似，则同理可知：
，
，则
，故c=1.6；
(4)由图示可知，在SnO2电极上，O2-失电子生成氧气，则该电极为阳极，故阳极的电极反应式为
，另一极Ni电极为阴极，电解池中阴极应与外接电源的负极相连。
