题目内容
【题目】研究NO2、SO2等大气污染气体的处理方法具有重要意义。一定温度下,NO2可氧化SO2,并发生如下反应:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)+Q。完成下列填空:
(1)写出该反应平衡常数表达式K=___________________________。
(2)既能加快反应速度又能使平衡向正反应方向移动的条件是_______________(填序号)。
a. 加压 b. 移除SO3 c. 通入NO2 d. 加催化剂
(3)向恒定体积的密闭容器中分别充入1molNO2和1molSO2,测得不同温度、反应相同时间时,NO2的转化率如图所示。判断:
①反应中Q_____0(填“<”或“>”)。
②A、B、C三点的比较,正确的是________(填序号)。
a. 气体物质的量:n(A)>n(B)
b. 速率:v(B)>v(C)
c. SO3体积分数:B>C
(4)中科院研究团队通过模拟实验提出:①大气颗粒物上吸附较多水时,NO2加速氧化SO2,并生成一种二元强酸,写出该强酸的电离方程式_______________________________;
②大量施用氮肥,会增加空气中的NH3浓度,NH3可将上述二元强酸转化为对应盐(PM2.5的主要成分之一),写出该反应的化学方程式_______________________________。
(5)用Na2CO3溶液吸收SO2,放出无味气体并生成一种正盐,写出该反应的离子方程式_________________;将该正盐溶液中含S的微粒按浓度由大到小排序____________________。
【答案】 c < c H2SO4→2H++SO42- 2NH3+H2SO4→(NH4)2SO4 CO32-+SO2→CO2↑+SO32- c(SO32-)>c(HSO3-)>c(H2SO3)
【解析】
(1)NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)+Q,平衡常数为生成物与反应物浓度幂之积的比值;为放热反应,既能加快反应速度又能使平衡向正反应方向移动,可通入反应物,增大反应物浓度;
(2)由图象可知B为平衡点,继续升高温度,转化率减小,说明平衡逆向移动;A、B、C三点,C温度最高,反应速率最大,B点转化率最大,则SO3体积分数最大,反应前后体积不变,则气体的物质的量不变;
(3)①大气颗粒物上吸附较多水时,NO2加速氧化SO2,并生成一种二元强酸,应生成硫酸;
②NH3可将上述二元强酸转化为对应盐,应生成硫酸铵;
(4)用Na2CO3溶液吸收SO2,放出无味气体并生成一种正盐,应生成二氧化碳和亚硫酸根离子,以第一步水解为主。
(1)NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)+Q,平衡常数为;为放热反应,既能加快反应速度又能使平衡向正反应方向移动,可通入反应物,增大反应物浓度;反应前后气体体积相同,则加压平衡不移动;加入催化剂,平衡不移动;
(2)由图象可知B为平衡点,继续升高温度,转化率减小,说明平衡逆向移动,则正反应为反应热反应,Q>0;A、B、C三点,C温度最高,反应速率最大;B点转化率最大,则SO3体积分数最大;反应前后体积不变,则气体的物质的量不变,只有c正确,故答案为c;
(3)①大气颗粒物上吸附较多水时,NO2加速氧化SO2,并生成一种二元强酸,应生成硫酸,电离方程式为H2SO4=2H++SO42﹣;
②NH3可将上述二元强酸转化为对应盐,应生成硫酸铵,方程式为2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4;
(4)用Na2CO3溶液吸收SO2,放出无味气体并生成一种正盐,应生成二氧化碳和亚硫酸根离子,离子方程式为CO32﹣+SO2=CO2+SO32﹣,SO32﹣水解得到HSO3-,HSO3-再水解得到H2SO3,以第一步水解为主,离子浓度大小顺序为c(SO32﹣)>c(HSO3﹣)>c(H2SO3)。