Question

【題目】已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，如圖為不同溫度（T1、T2）下SO2的轉化率隨時間的變化曲線。

完成下列填空：

(1)T1__________（選填“>”“<”或“=”）T2，判斷依據是_______________；該反應為___________（選填“放”或“吸”）熱反應，判斷依據是__________。

(2)下表為一定溫度和壓強下，4種投料比[n(SO2):n(O2)]分別為2:18、4:15、7:11和8:10時SO2的平衡轉化率。

投料比	①	②	③	④
SO2平衡轉化率／%	97.1	96.8	95.8	90.0

②對應的投料比為_____。投料比為8:10時，平衡混合氣體中SO3體積分數為______。

(3)在相同溫度下：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) K1=a；NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) K2=b；則2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 的平衡常數K=__________（用a、b表示）。

(4)鈉堿循環法吸收硫酸廠尾氣中的SO2并將其轉化為硫酸的工藝如下：

吸收池中發生反應的離子方程式是________；NaHSO3溶液呈弱酸性，NaHSO3溶液中離子濃度由大到小排序為_________。

Answer 1

【答案】> 其他條件不變，由圖可知T1比T2達到平衡所需時間短，說明T1反應速度快，所以T1溫度高 放 由圖可知，T1溫度高，二氧化硫平衡轉化率低，說明溫度升高時平衡左移，逆反應為吸熱，正反應為放熱 4:15 50% ab2 SO2+SO32-+H2O→2HSO3- c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)

【解析】

（1）溫度越高，反應速率越快，達到化學平衡的時間越短，溫度升高，平衡向吸熱方向移動；

（2）同一化學反應，增大一種反應物濃度可以提高其他反應物轉化率；利用三段式計算可得；

（3）借用蓋斯定律得到反應之間的關系，由此計算平衡常數；

（4）吸收池中亞硫酸鈉溶液與二氧化硫反應生成亞硫酸氫鈉，NaHSO3溶液呈弱酸性，說明HSO3-的電離大于水解。

（1）溫度越高，反應速率越快，達到化學平衡的時間越短，由圖可知，相同條件下，T1比T2達到平衡所需時間短，說明T1反應速度快，則T1＞T2；溫度升高，平衡向吸熱方向移動，由T2→T1， SO2的轉化率減小，平衡向逆向移動，所以正向為放熱反應，故答案為：＞；其他條件不變，由圖可知T1比T2達到平衡所需時間短，說明T1反應速度快，所以T1溫度高；放；由圖可知，T1溫度高，二氧化硫平衡轉化率低，說明溫度升高時平衡左移，逆反應為吸熱，正反應為放熱；

（2）同一化學反應，增大一種反應物濃度可以提高其他反應物轉化率，投料比[n（SO2）：n（O2）]越小，氧氣的濃度越大，二氧化硫轉化率越大，依據②的轉化率可知，投料比[n（SO2）：n（O2）]為4：15；投料比[n（SO2）：n（O2）]為8：10時，二氧化硫的轉化率為90%，設起始二氧化硫為4mol，氧氣物質的量為5mol，由題意建立如下三段式：

則平衡混合氣體中三氧化硫的體積分數為×100%=50%，故答案為：4：15；50%；

（3）將已知反應依次編號為①②，由蓋斯定律可知①+②×2可得2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，則平衡常數K=K1×K22= ab2，故答案為：ab2；

（4）吸收池中亞硫酸鈉溶液與二氧化硫反應生成亞硫酸氫鈉，反應的離子方程式：SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；NaHSO3溶液呈弱酸性，說明HSO3-的電離大于水解，則NaHSO3溶液中離子濃度由大到小排序為c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)，故答案為：SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)。