题目内容

17．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2SO2+2H2O+O2=2H2SO4．
（2）已知2SO2 （g）+O2 （g）?2SO3（g）△H=-196kJ/mol，提高反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施．
①T温度时，在2L容积固定不变的密闭容器中加入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%，则υ（O2）=0.05mol/（L•min）．
②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是bde（填字母）．
a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2      b．容器内气体的压强不变
c．容器内混合气体的密度保持不变             d．SO3的物质的量不再变化
e．SO2 的生成速率和SO3的生成速率相等
（3）烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示．（电极材料为石墨）

①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）负极，C口流出的物质是硫酸．
②SO32-放电的电极反应式为SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+．
③电解过程中若消耗12.6gNa2SO3，则阴极区变化的质量为4.4g（假设该过程中所有液体进出口密闭）．

分析 （1）SO2在烟尘的催化下形成硫酸是2SO2+2H2O+O2=2H2SO4；
（2）①根据三段式求出转化量，再根据反应速率的定义式计算；
    ②化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；
（3）①根据电解池中阴阳离子的移动方向：阳离子移向阴极可以判断①图中a极要连接电源的负极，SO32-在阳极失去电子变成SO42-，所以C口流出的物质是H2SO4；②SO32-失去电子被氧化成SO42-；
③电解过程中阴极区放氢生碱，水变为氢氧化钠，阴极区变化的质量等于氢氧化钠的质量减去消耗水的质量；
根据电子守恒计算：
2e-～Na2SO3～2H2O～2NaOH～阴极区变化的质量
     126g     36g    80g      44g
     12.6g                    x
x=4.4g，由此解答．

解答 解：（1）SO2在烟尘的催化下形成硫酸是2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，故答案为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4；
（2）①T1温度时，在2L的密闭容器中加入4.0molSO2和2.0molO2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，
               2SO2（g）+O2?2SO3（g）△H＜0
起始量（mol） 2.0        1.0   0
变化量（mol）2.0×50%    0.5   0.5
平衡量（mol） 1.0        0.5    0.5
前5min内O2的平均反应速率=$\frac{0.5mol}{2L×5min}$=0.05mol/（L•min）；
故答案为：0.05mol/（L•min）；
②化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；
a．物质的浓度关系和起始量和转化率有关，SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2 不能说明反应达到平衡状态，故a不符合；
b．因为该反应为气体物质的量增大的反应，恒温恒容条件下，压强为变量，当容器中气体的压强不变说明达到平衡状态，故b符合；
c．反应前后气体质量不变，容器体积不变，密度在反应过程中和平衡状态都不变，容器中混合气体的密度保持不变不能说明费用达到平衡状态，故c不符合；
d．SO3的物质的量不再变化，能说明反应达到平衡状态，故d符合；
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等说明正逆反应速率相同，能说明反应达到平衡状态，故e符合；
故答案为：bde；
（3）①根据电解池中阴阳离子的移动方向：阳离子移向阴极可以判断①图中a极要连接电源的负极，SO32-在阳极失去电子变成SO42-，所以C口流出的物质是H2SO4，
故答案为：负；硫酸；
②SO32-失去电子被氧化成SO42-，电极反应式为：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+，故答案为：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；
③电解过程中阴极区放氢生碱，水变为氢氧化钠，阴极区变化的质量等于氢氧化钠的质量减去消耗水的质量；
根据电子守恒：
2e-～Na2SO3 ～2H2O～2NaOH～阴极区变化的质量
     126g     36g    80g      44g
     12.6g                    x
x=4.4g
若消耗12.6g Na2SO3，则阴极区变化的质量为4.4 g，故答案为：4.4g．

点评 本题考查了化学反应速率的计算、化学平衡的判断、电化学等，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．

练习册系列答案
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