Question

【题目】工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。

(1)SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是_____。

(2)NOx和SO2在空气中存在下列平衡：

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJmol-1

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJmol-1

SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。

①写出NO2和SO2反应的热化学方程式为_____。

②随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是____。

(3)提高2SO2+O22SO3反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。

①T温度时，在1L的密闭容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该反应的平衡常数是___。

②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是____（填字母）。

a.温度和容器体积不变，充入1.0molHe

b.温度和容器体积不变，充入1.0molO2

c.在其他条件不变时，减少容器的体积

d.在其他条件不变时，改用高效催化剂

e.在其他条件不变时，升高体系温度

Answer 1

【答案】SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4 NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJmol-1 减小 2 bc

【解析】

(1)SO2首先与H2O反应产生H2SO3，然后是H2SO3被氧化产生硫酸；

(2)根据盖斯定律来求解，正反应如果是吸热反应，温度越高K值越大；

(3)①计算出平衡时各种物质的量浓度，带入平衡常数表达式计算平衡常数；

②外界条件改变导致平衡正向移动。

(1)SO2在烟尘的催化下形成硫酸，首先SO2与水反应生成亚硫酸，然后亚硫酸发生氧化反应SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4；

(2)①已知热化学方程式：(i)2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJmol-1

(ii)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJmol-1

根据盖斯定律用[(ii)- (i)]÷2，整理可得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJmol-1；

②根据①可知：该反应的正反应为放热反应，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，所以升高温度平衡常数减小；

(3)①在T温度时，在1L的密闭容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则平衡时n(SO2)=n(SO3)=1mol，n(O2)=0.5mol，由于容器的容积是1L，所以物质的平衡浓度：c(SO2)=c(SO3)=1mol/L，c(O2)=0.5mol/L，则该温度下该反应的化学平衡常数K==2；

②a.温度和容器体积不变，充入1.0molHe，由于不能改变任何物质的浓度，所以化学平衡不移动，SO2的转化率不变，a不符合题意；

b.温度和容器体积不变，充入1.0molO2，即增大了反应物O2的浓度，化学平衡正向移动，使SO2的转化率提高，b符合题意；

c.在其他条件不变时，减少容器的体积，相当于增大体系的压强，增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，SO2的转化率提高，c符合题意；

d.在其他条件不变时，改用高效催化剂，由于催化剂能够同等倍数的影响正、逆反应速率，所以化学平衡不发生移动，SO2的转化率不变，d不符合题意；

e.在其他条件不变时，升高体系温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，SO2的转化率降低，e不符合题意；

故合理选项是bc。