Question

（14分） 2SO2(g)+ O2 (g) 2 SO3 (g)是生產(chǎn)硫酸的主要反應之一。下表是原料氣按V(SO2):V(O2):V(N2)=7:11:82投料，在1．01×105Pa時，不同溫度下SO2的平衡轉化率。

溫度/℃	400	500	600
SO2轉化率/%	99．2	93．5	73．7

（1）該反應是______反應（填“放熱”或“吸熱”）。

（2）400℃，1．01×105Pa時，將含10 mol SO2的原料氣通入一密閉容器中進行反應，平衡時SO2的物質(zhì)的量是______mol。

（3）硫酸廠尾氣（主要成分SO2、O2和N2）中低濃度SO2的吸收有很多方法。

①用氨水吸收上述尾氣，若SO2與氨水恰好反應得到堿性的(NH4)2SO3溶液時，則有關該溶液的下列關系正確的是______（填序號）。

a． c + c(NH3?H2O)= 2[c()+ c()+ c(H2SO3)]

b． c()+ c(H+)= c()+ c()+ c(OH-)

c． c()> c() > c(OH-) > c(H+)

②用 MnO2與水的懸濁液吸收上述尾氣并生產(chǎn)MnSO4。

i． 得到MnSO4的化學方程式是______。

ii．該吸收過程生成MnSO4時，溶液的pH變化趨勢如圖甲，SO2吸收率與溶液pH的關系如圖乙。

 

圖甲中pH變化是因為吸收中有部分SO2轉化為H2SO4，生成H2SO4反應的化學方程式是______；由圖乙可知pH的降低______SO2的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化學平衡移動原理解釋其原因是______。

 

Answer 1

（14分）

（1）放熱 0．08

（2）①ac

i． SO2+ H2OH2SO3 MnO2+ H2SO3===MnSO4+H2O（或MnO2+ SO2==MnSO4）

ii． 2SO2+ 2H2O +O2 === 2H2SO4

不利于 溶液中存在 SO2+ H2O H2SO3H++，當溶液中酸性增強，平衡向左移動，使SO2從體系中溢出。

【解析】

試題分析：（1）溫度升高二氧化硫的轉化率降低，說明升高溫度平衡逆向移動，所以正向為放熱反應；

（2）該條件下二氧化硫的轉化率為99．2%，所以10 mol SO2的原料氣平衡時剩余10×(1-99．2%)=0．08mol SO2

（3）①根據(jù)物料守恒規(guī)律，c（NH4+）+c(NH3·H2O)=2c(H2SO3)+2c(SO32-)+ 2c(HSO3-)，a正確；b不符合電荷守恒規(guī)律，錯誤；（NH4）2SO3溶液為堿性溶液，說明SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度，所以溶液中離子濃度的大小關系是c（NH4+）>c(SO32-)>c(OH-)>c(H+)，c正確；答案選ac；

②i．二氧化硫與水反應生成亞硫酸，亞硫酸與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應生成硫酸錳，化學方程式為H2O+SO2H2SO3 MnO2+ H2SO3= MnSO4+H2O；

ii．SO2與水、氧氣反應生成硫酸，化學方程式為2SO2+2H2O+ O2=2 H2SO4；由乙圖可知，pH減小，二氧化硫的吸收率下降，所以pH的降低不利于SO2的吸收；因為二氧化硫溶于水后存在平衡H2O+SO2H2SO3 H++ HSO3-，當溶液中酸性增強，平衡向左移動，使二氧化硫從體系中逸出。

考點：考查反應的能量變化，化學平衡的移動，溶液中離子濃度的大小比較，化學方程式的判斷與書寫