题目内容

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+
1
2
O2?SO3△H=-98KJ?mol-1
（1）在T1温度时，该反应的平衡常数K=
10
3
，若在此温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3.0molSO2、16.0molO2和3.0molSO3，则反应开始时正反应速率______逆反应速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在T2温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ．此时二氧化硫的转化率为______．
（3）在（2）中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2平衡浓度比原来减小的是______（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入1.0molO2
B．保持温度和容器内压强不变，充入2.0molSO2和5.0molO2
C．降低温度
D．在其他条件不变时，减小容器的容积
（4）有人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：______．
（5）由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，当两种沉淀共存时，
c(C
O2-3
)
c(S
O2-4
)
=______．[已知该温度时，KSP(BaSO4)=1.3×10-10，KSP(BaCO3)=5.2×10-9]．
精英家教网
（1）SO2+
1
2
O2?SO3△H=-98KJ?mol-1，向100L的恒容密闭容器中，充入3.0molSO2、16.0molO2和3.0molSO3，
因为浓度商QC=
c(SO3)
c(SO2)[c(O2)]
1
2
=
3.0mol
100L
3.0mol
100L
×(
16.0mol
100L
)
1
2
=2.5＞K，所以化学反应正向进行，即v（正）＞v（逆），故答案为：＞；
（2）在T2温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ根据1molSO2完全反应放热98KJ；则一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ，消耗二氧化硫物质的量=
1mol×196KJ
98KJ
=2mol；依据化学平衡三段式列式计算：
              SO2（g）+
1
2
O2（g）?SO3（g）
开始量（mol）   4       10                  0
变化量（mol）   2       1                   2
平衡量（mol）  2        9                   2
所以SO2的转化率α=
2mol
4mol
×100%=50%，故答案为：50%；
（3）A、保持温度和容器体积不变，O2的浓度增大，平衡正向移动，SO2的浓度减小，所以A正确；
B、保持温度和容器内压强不变，充入2.0molSO2和5.0molO2，新的平衡与原平衡等效，SO2的浓度不变，所以B错误；
C、降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO2的浓度减小，所以C正确；
D、在其他条件不变时，减小容器的容积，SO2的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减少的方向移动，即向正反应方向移动，SO2的浓度减小，再次到达平衡时SO2的浓度仍比原来大，所以D错误．
故答案为：A、C；
（4）依据图装置分析，二氧化硫失电子发生氧化反应，二氧化硫被氧化为三氧化硫溶于水生成硫酸；电极反应为：SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-；
故答案为：SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-；      
（5）在一定温度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，当两种沉淀共存时，依据溶度积常数可知沉淀向硫酸钡沉淀分析转化，BaCO3+SO42-=BaSO4+CO32-；结合碳酸钡和硫酸钡溶度积常数；
c(CO22-)
c(SO42-)
=
Ksp(BaCO3)
Ksp(BaSO4)
=
5.2×10-9
1.3×10-10
=40；
故答案为：40；
练习册系列答案
相关题目
（2013?南通一模）还原剂还原法、光催化氧化法、电化学吸收法是减少氮氧化物排放的有效措施．
（1）利用炭粉可以将氮氧化物还原．
已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ?mol-1
反应：C（s）+2NO（g）═CO2（g）+N2（g）△H=
-574.1
-574.1
kJ?mol-1．
（2）TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO2氧化，如图甲所示，OH与NO2的反应为NO2+OH═HNO3．写出OH与NO反应的化学方程式：
3OH+NO═HNO3+H2O
3OH+NO═HNO3+H2O
．

（3）图乙所示的装置能吸收和转化NO2、NO和SO2．
①阳极区的电极反应式为
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
．
②阴极排出的溶液中含S2
O
2-
4
，离子能吸收NOx气体，生成的S
O
2-
3
可在阴极区再生．将S2
O
2-
4
吸收NO2的离子方程式配平，并在方格内填上相应物质：
4
4
S2
O
2-
4
+
2
2
NO2+
8
8
OH-═
8
8
S
O
2-
3
+
1
1
N2+
4H2O
4H2O

③已知阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84L的气体，阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100g，则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为
3：4
3：4
．
（4）O3、醛类、PAN（过氧硝酸乙酰）等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾．某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成，用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品，所得物质的浓度随时间的变化如图丙所示．请你根据光化学烟雾的形成原理，对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议：
减少机动车有害气体尾气的排放
减少机动车有害气体尾气的排放
．
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．T℃时反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）写出该反应的热化学方程式（用E1、E2或E3表示，下同）
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol
．
（2）T℃时将3mol SO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应．2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.1mol，则达到平衡时SO2的转化率为
60%
60%
，反应
放出
放出
（填“放出”或“吸收”）
0.9E3
0.9E3
热量．（用E1、E2或E3表示）
（3）下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是
①②④
①②④
（填序号）
①SO2的体积分数不再发生变化    ②容器内压强不再发生变化   ③容器内气体原子总数不再发生变化   ④相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2   ⑤相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成2n mol SO3
（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1、E2和E3的变化是：E1
减小
减小
，E2
减小
减小
，E3
不变
不变
（填“增大”“减小”或“不变”）．
（5）若以如图所示装置，用电化学原理生产硫酸，将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应．写出两电极的电极反应式：
+：O2+4e-+4H+═2H2O
-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
+：O2+4e-+4H+═2H2O
-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为
16：29
16：29
．
（6）SOCl2是一种无色液体，可与碳共同构成锂电池的正极材料，且其放电时也有SO2气体产生．写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
．
（2011?厦门一模）A、B、C、D、E均为短周期元素，且原子序数依次增大；A的主族序数、周期数、原子序数均相同；B为非金属元素，其单质有多种同素异形体，其中一种可作电极材料；C是植物生长所需的主要元素之一；D和A可形成化合物A2D和A2D2，且A2D是最常见的溶剂；E原子次外层电子数等于其它层电子数之和，则：

（1）E的离子结构示意图为
，B、C、D、E与A形成的化合物中稳定性最强的是
H2O
H2O
（填化学式）；
（2）在加热和Cu作催化剂时，化合物B2A6D与D2反应的化学方程式为
2C2H5OH+O2
催化剂
.
△
2CH3CHO+2H2O
2C2H5OH+O2
催化剂
.
△
2CH3CHO+2H2O
；
（3）A～E五种元素中，含同一元素的各类物质能实现下列转化的有
N、S
N、S
（填元素符号）；
（4）已知1.0mol?L-1NaAED3溶液的pH为3.5，则此溶液离子浓度从大到小的顺序为
Na+、HSO3-、H +、SO3 2-、OH-
Na+、HSO3-、H +、SO3 2-、OH-
（用离子符号表示）；
（5）工业上利用催化氧化反应将ED2转化为ED3．若某温度下，此反应的起始浓度c（ED2）?1.0mol?L-1，c（D2）=1.5mol?L-1，达到平衡后，ED2的转化率为50%，则此温度下该反应的平衡常数K的值为
0.8
0.8
；
（6）在常温，常压和光照条件下，C2在催化剂（TiO2）表面与A2D反应，生成1molCA3（气体）和D2时的能量变化值为382.5kJ，此反应CA3生成量与温度的实验数据如表．则该反应的热化学方程式为
2N2 （g）+6H2O（l）=4NH3 （g）+3O2 （g）△H═+1530KJ?mol-1
2N2 （g）+6H2O（l）=4NH3 （g）+3O2 （g）△H═+1530KJ?mol-1
．
T/K 303 313 323
CA2生成量/（10-1mol） 4.3 5.9 6.0
精英家教网氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种．
（1）利用甲烷催化还原氮氧化物．已知：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol
则CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为
 
．
（2）利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术）．该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应的化学方程式为：
2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）
180℃
催化剂
2N2（g）+3H2O（g）△H＜0，为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是
 
（写出1条即可）．
（3）利用ClO2氧化氮氧化物．其转化流程如下：NO
ClO2
反应Ⅰ
NO2
Na2SO3
反应Ⅱ
N2
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是
 
；若生成11.2L N2（标准状况），则消耗ClO2
 
 g．
（4）利用CO催化还原氮氧化物也可以达到消除污染的目的．
已知质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率．右图是反应2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）中NO的浓度随温度（T）、等质量催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线．据此判断该反应的△H
 
0 （填“＞”、“＜”或“无法确定”）；催化剂表面积S1
 
S2（填“＞”、“＜”或“无法确定”）．

（1）已知1.0mol·L—1NaHSO3溶液的pH为3.5，则此溶液离子浓度从大到小的顺序为                              （用离子符号表示）。

（2）能证明Na2SO3溶液中存在水解平衡SO32－+H2OHSO3－+OH－的事实是    （填序号）。

A．滴入酚酞溶液变红，再加入H2SO4溶液红色退去

B．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色退去

C．滴入酚酞溶液变红，在加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色退去

（3）工业上利用催化氧化反应将SO2转化为SO3：2SO2+ O2 2SO3。若某温度下，此反应的起始浓度c（SO2）=1.0mol·L—1，c（O2）=1.5mol·L—1，达到平衡后，SO2的转化率为50%，则此温度下该反应的平衡常数K＝           。

（4）在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应：

2IO3－＋5SO32－＋2H＋===I2＋5SO42－＋H2O

生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示：

0.01mol·L－1 KIO3

酸性溶液(含淀粉)的体积/mL

0.01mol·L－1 Na2SO3

溶液的体积/mL

H2O的体积

/mL

实验

温度

/℃

溶液出现蓝色时所需时间/s

实验1

5

V1

35

25

实验2

5

5

40

25

实验3

5

5

V2

0

      表中V2=___________mL，该实验的目的是______________                  ______。

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网