Question

（14分） 2SO₂(g)+ O₂ (g)  2 SO₃ (g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按V(SO₂):V(O₂):V(N₂)=7:11:82投料，在1．01×10⁵Pa时，不同温度下SO₂的平衡转化率。

温度/℃	400	500	600
SO2转化率/%	99．2	93．5	73．7

（1）该反应是______反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）400℃，1．01×10⁵Pa时，将含10 mol SO₂的原料气通入一密闭容器中进行反应，平衡时SO₂的物质的量是______mol。
（3）硫酸厂尾气（主要成分SO₂、O₂和N₂）中低浓度SO₂的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气，若SO₂与氨水恰好反应得到碱性的(NH₄)₂SO₃溶液时，则有关该溶液的下列关系正确的是______（填序号）。
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与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO₄。
i． 得到MnSO₄的化学方程式是______。
ii．该吸收过程生成MnSO₄时，溶液的pH变化趋势如图甲，SO₂吸收率与溶液pH的关系如图乙。

图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO₂转化为H₂SO₄，生成H₂SO₄反应的化学方程式是______；由图乙可知pH的降低______SO₂的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化学平衡移动原理解释其原因是______。

Answer 1

（14分）
（1）放热    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⁺+，当溶液中酸性增强，平衡向左移动，使SO₂从体系中溢出。

解析试题分析：（1）温度升高二氧化硫的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，所以正向为放热反应；
（2）该条件下二氧化硫的转化率为99．2%，所以10 mol SO₂的原料气平衡时剩余10×(1-99．2%)=0．08mol SO₂
（3）①根据物料守恒规律，c（NH₄⁺）+c(NH₃·H₂O)=2c(H₂SO₃)+2c(SO₃^2-)+ 2c(HSO₃^-)，a正确；b不符合电荷守恒规律，错误；（NH₄）₂SO₃溶液为碱性溶液，说明SO₃^2-的水解程度大于NH₄⁺的水解程度，所以溶液中离子浓度的大小关系是c（NH₄⁺）>c(SO₃^2-)>c(OH^-)>c(H⁺)，c正确；答案选ac；
②i．二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与二氧化锰发生氧化还原反应生成硫酸锰，化学方程式为H₂O+SO₂H₂SO₃   MnO₂+ H₂SO₃= MnSO₄+H₂O；
ii．SO₂与水、氧气反应生成硫酸，化学方程式为2SO₂+2H₂O+ O₂="2" H₂SO₄；由乙图可知，pH减小，二氧化硫的吸收率下降，所以pH的降低不利于SO₂的吸收；因为二氧化硫溶于水后存在平衡H₂O+SO₂H₂SO₃ H⁺+ HSO₃^-，当溶液中酸性增强，平衡向左移动，使二氧化硫从体系中逸出。
考点：考查反应的能量变化，化学平衡的移动，溶液中离子浓度的大小比较，化学方程式的判断与书写