Question

【题目】二氧化硫是一种重要的化工原料，主要用于生产硫酸、亚硫酸盐等。请回答：

（1）已知2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是工业制硫酸的关键反应。下图为不同温度（T1、T2）下SO2的转化率随时间的变化曲线。

①T1__________（填“>”“<”或“=”）T2，判断的依据是_____________________；该反应为____________（填“放”或“吸”）热反应，判断的依据是___________________。

②下表为一定温度和压强下，4种投料比[n（SO2）：n（O2）]分别为2：18、4：15、7：11和8：10时SO2的平衡转化率。

投料比	a	b	c	d
SO2平衡转化率／%	97.1	96.8	95.8	90.0

i．b对应的投料比为_____________。

ii．投料比为8：10时，平衡混合气体中SO3体积分数为_________________。

（2）钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的SO2并将其转化为硫酸的工艺如下：

①吸收池中发生反应的离子方程式是_____________________。

②电解池的构造示意图如下：

i．在图中标示出b区的Na+和HSO3-的移动方向。

ii．请结合生成H2SO4的电极反应式说明c区除得到浓的硫酸外，还会得到什么物质：__________________。

Answer 1

【答案】（1）①>，相同条件下，温度越高反应速率越快，达到化学平衡的时间越短；放；温度升高时平衡向吸热方向移动，SO2的转化率减小；②i．4：15；ii．50%；

（2）①SO2+SO32-+H2O＝2HSO3-；

②i．；

ii．HSO3--2e-+H2O＝SO42-+3H+，多出的H+与HSO3-反应生成SO2。

【解析】

试题分析：（1）①影响化学反应速率的因素，升高温度，化学反应速率加快，首先达到平衡，因此T1>T2；根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，根据图像，升高温度SO2的转化率降低，说明正反应方向为放热反应；②i：四种投料比转化成2：18、2：15、2、2：22/7、2：5/2，根据勒夏特列原理，增大O2的浓度，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大，因此b符合投料比为4：15；ii：投料比为8：10时，SO2的转化率为90.0%，2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

起始： 8 10 0

变化： 8×90.0% 4×90.0% 8×90.0%

平衡：8－8×90.0% 10－4×90.0% 8×90.0%

反应后的总物质的量为8－8×90.0%＋10－4×90.0%＋8×90.0%=14.4mol，则SO3%=8×90.0%/14.4×100%=50%；（2）①根据流程图，以及SO2的性质，因此吸收池中发生的离子反应有SO2＋SO32－＋H2O=HSO3－；②i：a区是阴极，阳离子放电，其电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑，为了平衡溶液电中性，Na＋向a区移动，c区是阳极，阴离子放电，H2O＋HSO3－－2e－=SO42－＋3H＋，为了平衡电中性，HSO3－向阳极移动，因此图是：；ii：根据i的分析，H＋会和HSO3－发生，产生SO2。