Question

【题目】对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。

Ⅰ. CO还原法

（1）一定条件下，由SO2和CO反应生成S和CO2的能量变化如右图I所示，每生成16gS(s) ，该反应_______（填“放出”或“吸收”）的热量为_________。

（2）在绝热恒容的密闭容器中，进行反应：

2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)，该反应的平衡常数表达式为_______。对此反应下列说法正确的是__________

A．若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态

B．反应开始到平衡时，容器内气体的压强保持不变

C．达平衡后若再充人一定量CO2，平衡常数保持不变

D．分离出S，正、逆反应速率均保持不变

（3）向2L恒温恒容密闭容器中通入2molCO和lmolSO2，分别进行a、b、c三组实验。在不同条件下发生反应：2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2，反应体系总压强随时间的变化曲线如下图Ⅱ所示，则三组实验温度的关系是a ______b ______c （填“> ”、“< ”、或“=”) ；实验a从反应开始至平衡时，反应速率v(SO2)=____________。

Ⅱ.Na2SO3溶液吸收法

常温下，用300mL1.0mol·L-1，Na2SO3溶液吸收SO2的过程中，溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线如上图Ⅲ所示。

（4）1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________

（5）若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液分别吸收SO2，则理论上吸收量最多的是____

A. NH3·H2O B. Na2S C. Na2CO3 D. FeCl3

（6）常温下，H2SO3的二级电离平衡常数Ka2的数值为_________。

Answer 1

【答案】 放出 135KJ K=c2(CO2)/[c2(CO2)·c(SO2)] A、D = < 6.25×10-3mol/(L·min) c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+) B 10-7.3

【解析】Ⅰ. CO还原法

（1）从图示可知，反应物能量高生成物能量低，所以该反应为放热反应，2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)，反应热为△H=（409-679）kJ/mol=―270kJ/mol，故生成16gS放出的热量为16g/32g·mol-1×270kJ/mol=135kJ；（2）2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)，该反应的平衡常数表达式为 K=c2(CO2)/[c2(CO2)·c(SO2)]，注意硫为固体；对此反应下列说法正确的是AD。A．若混合气体密度保持不变，因为S是固体，只要平衡发生移动，组成就要发生变化，则已达平衡状态，故A正确；B．2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)是气体体积减小的反应，反应开始到平衡时，容器内气体的压强发生改变，故B错误；C．达平衡后若再充人一定量CO2，平衡逆向移动，要吸收能量，在绝热恒容的密闭容器中，温度要降低，平衡常数减小，，故C错误；D．分离出S，对生成物浓度没有影响，正、逆反应速率均保持不变,故D错误。故选AD。（3）a和b反应起始压强相同，平衡时压强相同，b快说明加的是催化剂，如温度不同，最后平衡时压强不同，故温度a=b；升高温度，平衡逆向移动，压强增大，故b的温度低于c，故三组实验温度的关系是a=b <c ；由图a反应前后压强之比=反应前后物质的量之比， ，反应后物质的量为n=2.25mol，每有1molSO2参加反应，反应气体体积减少1体积，所以参加反应的SO2为3mol―2.25mol=0.75mol，v（SO2）= 。

Ⅱ、（4）Na2SO3水溶液中,有Na＋,SO32－,HSO3－,OH－,H＋,首先,根据物料守恒c(Na＋)=2c(SO32－)+2c(HSO3－)+2c(H2SO3)（溶液中Na元素是S元素的2倍）,可知Na＋浓度是最大的,SO32－的水SO32－+H2O（可逆）HSO3－+OH－,水解是微弱的,所以SO32－的浓度大于HSO3－和OH－

HSO3－进一步水HSO3－+H2O（可逆）H2SO3+OH－,虽然这一步水解极其微弱,但毕竟是存在,这将导致OH－的浓度大于HSO3－（另外还有水的电解）,1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+) 。（5）若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液（设溶质为1mol）分别吸收SO2，A、2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，吸收 0.5mol；B、2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S ，1molNa2S吸收2.5molSO2；C、Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2 1molNa2CO3吸收2molSO2；D、2Fe3＋+SO2+2H2O2Fe2＋+4H＋+SO42―，1molFeCl3吸收0.5molSO2；故选B；（6）常温下，H2SO3的二级电离平衡常数Ka2的数值为

Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3，当通入0.1molSO2时，生成0.2molNaHSO3，浓度为0.2mol/0.3L=2/3mol/L，此时剩余的c(SO32―)=0.2mol/0.3L=2/3mol/L，c(H＋)=10-7.3mol/L，Ka2=c(H＋)=10-7.3mol/L。