Question

工业废气、汽车尾气排放出的SO₂、NO_x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）SO₂在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是

 

．
（2）NO_x和SO₂在空气中存在下列平衡：
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
SO₂通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO₃．
①写出NO₂和SO₂反应的热化学方程式为

 

．
②随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是

 

．
（3）提高2SO₂+O₂?2SO₃反应中SO₂的转化率，是减少SO₂排放的有效措施．
①T温度时，在1L的密闭容器中加入2.0mol SO₂和1.0mol O₂，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该反应的平衡常数是

 

．
②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂的转化率提高的是

 

（填字母）．
a．温度和容器体积不变，充入1.0mol He
b．温度和容器体积不变，充入1.0mol O₂
c．在其他条件不变时，减少容器的体积
d．在其他条件不变时，改用高效催化剂
e．在其他条件不变时，升高体系温度
（4）工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气．如图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图

①电解饱和食盐水的化学方程式是

 

．
②用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是

 

．
③用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式,化学平衡的计算,电解原理,二氧化硫的污染及治理

专题：化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）SO₂在烟尘的催化下形成硫酸是首先二氧化硫与水反应生成亚硫酸，然后亚硫酸发生氧化反应；
（2）根据盖斯定律来求解，正反应如果是吸热反应，温度越高K值越大；
（3）①用三行式来求平衡常数，②外界条件改变导致平衡正向移动；
（4）①电解饱和食盐水所得溶液为氢氧化钠溶液和氯气以及氢气；
②二氧化硫和氢氧化钠反应生成NaHSO₃；
③阳极区产生的气体氯气的溶液与二氧化硫发生氧化还原反应．

解答： 解：（1）SO₂在烟尘的催化下形成硫酸是首先二氧化硫与水反应生成亚硫酸，然后亚硫酸发生氧化反应SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄，故答案为：SO₂+H₂O=H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；
（2）①根据盖斯定律来求解，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^{-1 ①}；2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1②然后用（②-①）÷2得：NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8 kJ?mol^-1，故答案为：NO₂（g）+SO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8 kJ?mol^-1；
②因为正反应为放热反应所以升高温度平衡常数减小，故答案为：减小；
（3）①则1L密闭容器在5min内各物质浓度发生的变化如下：
                2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），
起始浓度（mol/L） 2        1        0
变化浓度（mol/L） 1        0.5      1
平衡浓度（mol/L） 1        0.5      1
该反应的平衡常数为K=

12

12×0.5

=2
故答案为：2；
②a．温度和容器体积不变，充入1.0mol He，平衡不移动，SO₂的转化率不变，故a不选；
b．温度和容器体积不变，充入1.0mol O₂，平衡正向移动，SO₂的转化率提高，故选b；
c．在其他条件不变时，减少容器的体积，相当于增大压强，平衡正向移动，SO₂的转化率提高，故选c；
d．在其他条件不变时，改用高效催化剂，平衡不移动，SO₂的转化率不变，故d不选；
e．在其他条件不变时，升高体系温度，平衡逆向移动，SO₂的转化率变小，故e不选；
故答案为：b c；
（4）①电解饱和食盐水所得溶液为氢氧化钠溶液和氯气以及氢气，2NaCl+2H₂O 

电解  .

  2NaOH+H₂↑+Cl₂↑故答案为：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②二氧化硫和氢氧化钠反应生成NaHSO₃，SO₂+OH^-=HSO₃^-（或SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O），故答案为：SO₂+OH^-=HSO₃^-（或SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O）；
③阳极区产生的气体氯气的溶液与二氧化硫发生氧化还原反应，SO₂+Cl₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，故答案为：SO₂+Cl₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．

点评：本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，主要涉及了转化率的计算、化学平衡常数的计算，试题侧重对学生基础知识的训练和检验，有利于提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力．