题目内容

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=-113.0kJ?mol-1
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-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+O2?2SO3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2.0mol SO2和1.0mol O2,5min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1.0mol He
b.温度和容器体积不变,充入1.0mol O2
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
(4)工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气.如图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图

①电解饱和食盐水的化学方程式是
 

②用溶液A吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是
 

③用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是
 
考点:化学平衡的影响因素,热化学方程式,化学平衡的计算,电解原理,二氧化硫的污染及治理
专题:化学平衡专题,电化学专题
分析:(1)SO2在烟尘的催化下形成硫酸是首先二氧化硫与水反应生成亚硫酸,然后亚硫酸发生氧化反应;
(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用三行式来求平衡常数,②外界条件改变导致平衡正向移动;
(4)①电解饱和食盐水所得溶液为氢氧化钠溶液和氯气以及氢气;
②二氧化硫和氢氧化钠反应生成NaHSO3
③阳极区产生的气体氯气的溶液与二氧化硫发生氧化还原反应.
解答: 解:(1)SO2在烟尘的催化下形成硫酸是首先二氧化硫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,故答案为:SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2═2H2SO4
(2)①根据盖斯定律来求解,2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1 ①;2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-1②然后用(②-①)÷2得:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-41.8 kJ?mol-1,故答案为:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-41.8 kJ?mol-1
②因为正反应为放热反应所以升高温度平衡常数减小,故答案为:减小;
(3)①则1L密闭容器在5min内各物质浓度发生的变化如下:
                2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),
起始浓度(mol/L) 2        1        0
变化浓度(mol/L) 1        0.5      1
平衡浓度(mol/L) 1        0.5      1
该反应的平衡常数为K=
12
12×0.5
=2
故答案为:2;
②a.温度和容器体积不变,充入1.0mol He,平衡不移动,SO2的转化率不变,故a不选;
b.温度和容器体积不变,充入1.0mol O2,平衡正向移动,SO2的转化率提高,故选b;
c.在其他条件不变时,减少容器的体积,相当于增大压强,平衡正向移动,SO2的转化率提高,故选c;
d.在其他条件不变时,改用高效催化剂,平衡不移动,SO2的转化率不变,故d不选;
e.在其他条件不变时,升高体系温度,平衡逆向移动,SO2的转化率变小,故e不选;
故答案为:b c;
(4)①电解饱和食盐水所得溶液为氢氧化钠溶液和氯气以及氢气,2NaCl+2H2
 电解 
.
 
  2NaOH+H2↑+Cl2↑故答案为:2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
②二氧化硫和氢氧化钠反应生成NaHSO3,SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O),故答案为:SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O);
③阳极区产生的气体氯气的溶液与二氧化硫发生氧化还原反应,SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-,故答案为:SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-
点评:本题考查了化学平衡的计算,题目难度中等,主要涉及了转化率的计算、化学平衡常数的计算,试题侧重对学生基础知识的训练和检验,有利于提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力.
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