Question

8．回答下列问题：
（1）SO₂是造成空气污染的主要原因，利用钠碱循环法可除去SO₂．钠碱循环法中，吸收液为Na₂SO₃溶液，该吸收反应的离子方程式是SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-．常温下，Na₂SO₃溶液的pH＞7．原因是SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-（用离子方程式表示）．
（2）利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤．
已知：SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ•mol^-1．某温度下该反应的平衡常数K=$\frac{10}{3}$．
①该温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3.0mol SO₂（g）、16.0mol O₂（g）和3.0mol SO₃（g），则反应开始时v_（正）＜ v_（逆）（填“＜”、“＞”或“=”）．
②该温度下，向一体积为2L的恒容密闭容器中充入2.0mol SO₂和1.0molO₂，反应一段时间后容器压强为反应前的80%，此时SO₂的转化率为60%．

Answer 1

分析 （1）Na₂SO₃溶液吸收SO₂气体生成NaHSO₃；常温下SO₃^2-水解使得溶液显碱性，且分步水解，据此可写出水解反应离子方程式；
（2）①计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行，进而判断v（正）、v（逆）相对大小；
②恒温恒压下，压强之比等于物质的量之比，计算平衡时混合气体总物质的量，再利用差量法计算转化的二氧化硫物质的量，进而计算二氧化硫转化率．

解答 解：（1）Na₂SO₃溶液吸收SO₂气体生成NaHSO₃，时发生反应的离子方程式为：SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-；Na₂SO₃为强碱弱酸盐，SO₃^2-水解使得溶液显碱性，pH＞7，且分步水解，水解反应离子方程式为SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
故答案为：SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-；＞；SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
（2）①此时浓度商Qc=$\frac{0.0{3}^{2}}{0.0{3}^{2}×0.06}$=$\frac{50}{3}$＞K=$\frac{10}{3}$，反应向逆反应进行，则v（正）＜v（逆），
故答案为：＜；
②恒温恒压下，压强之比等于物质的量之比，则平衡后混合气体物质的量为（2+1）mol×$\frac{1.6L}{2L}$=2.4mol，则：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△n
2                                                     1
1.2mol                                            3mol-2.4mol=0.6mol
则SO₂的平衡转化率为$\frac{1.2mol}{2mol}$×100%=60%，
故答案为：60%．

点评 本题考查盐类的水解、化学平衡计算与影响因素、平衡常数应用、电化学原理及有关计算等，（3）中C选项为易错点，学生容易考虑平衡移动，忽略体积变化，（5）中注意加入的水部分参加反应，利用总反应式进行计算，难度中等．