Question

【题目】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）大气中的SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是_____；

（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2.0molSO2和1.0molO2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则υ（O2）=___ ；

②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是____（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”）____ 极，C口流出的物质是____；

②SO32﹣放电的电极反应式为 _________ ；

③电解过程中若消耗12.6g Na2SO3，则阴极区变化的质量为 _________ g（假设该过程中所有液体进出口密闭）。

Answer 1

【答案】2SO2+2H2O+O2=2H2SO4 0.05mol/（Lmin） bde 负 硫酸 SO32﹣-2e﹣+H2O=SO4 2﹣+2H+ 4.4

【解析】

1）烟尘中含有O2，SO2具有还原性，故SO2在烟尘的催化下形成硫酸是2SO2+2H2O+O2=2H2SO4；

（2）①T温度时，在2L的密闭容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，

2SO2（g）+O22SO3（g）△H＜0

起始量（mol/L） 1.0 0.5 0

变化量（mol/L）1×50% 0.25 0.5

平衡量（mol/L） 0..5 0.25 0.5

前5min内O2的平均反应速率==0.05mol/（Lmin）；

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反应达到平衡状态，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+；

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：

解得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。