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    一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：

    2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H

    （1）已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ•mol—1

    S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ•mol—1

    则反应热ΔH=           kJ•mol－1。

    （2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时        （填Fe2O3、NiO或Cr2O3）作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是               。

    （3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对 SO2转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)=2∶1 时，SO2转化率的预期变化曲线。

     （4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol•L－1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO32－)降至 0.2mol•L－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。

    ①此时溶液中c(HSO3－)约为______mol•L－1；

    ②此时溶液pH=______。（已知该温度下SO32—+H+HSO3—的平衡常数K=8.0 × 106 L•mol－1，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）

     

    【答案】

    （16分）

    （1）—270   （3分）  

    （2）Cr2O3  （3分） Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源（3分）

    （3）见下图  （3分）

    （4）①1.6   （2分）   ②6   （2分）

    【解析】

    试题分析：（1）观察热化学方程式之间的关系，发现已知第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式时，能够约去O2(g)得到2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)，根据盖斯定律，该反应热ΔH=△H1—△H2=—270kJ•mol－1；（2）读图a可知，260℃时平衡转化率：Cr2O3> Fe2O3>NiO，由此推断Cr2O3作催化剂时反应速率最快；读图可知，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，当SO2的转化率相同时，反应温度：Fe2O3<NiO，所以Fe2O3作催化剂时的主要优点是在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源；（3）读图b可知，其他条件相同时，增大n(CO)∶n(SO2)的比值，就是增大CO或反应物浓度，既能增大反应速率，缩短达到平衡的时间，还使平衡向正反应反应方向移动，使SO2的转化率增大，由于图a中380℃时SO2的转化率最高，所以n(CO)∶n(SO2)的比值为2∶1变为3∶1时，SO2的平衡转化率基本上完全相同，只是达到平衡的时间缩短，由此可以在图b中画出有关温度对反应速率和平衡移动的影响图像；（4）依题意，Na2SO3、NaHSO3都是强电解质，可以推断反应物和生成物的起始浓度、变化浓度、更换试剂时浓度，则：

                              SO32—+SO2+H2O=2HSO3—

    起始浓度（mol/L）          1.0               0

    变化浓度（mol/L）          0.8              1.6

    更换试剂时浓度（mol/L）    0.2              1.6

    则更换试剂时，c(HSO3—)=1.6mol/L

    由于SO32—+H+HSO3—的平衡常数K= c(HSO3—)/[ c(SO32—)• c(H+)]，则c(H+)= c(HSO3—)/[ c(SO32—)•K)]，由于c(HSO3—)=1.6mol/L，c(SO32—)=0.2mol/L，该温度下K=8.0 × 106 L•mol－1，则c(H+)=1.6/(0.2×8.0 × 106) mol/L=10—6 mol/L；由于溶液的pH=—lg c(H+)=—（—6）=6。

    考点：考查化学反应原理，涉及盖斯定律、结合图像分析催化剂和温度对反应速率及反应物转化率的影响规律、解释选择催化剂的优点、画出特定温度下反应物配比对反应速率和平衡移动的影响图像、物质的量（或浓度）在离子方程式计算中的应用、根据反应物变化浓度计算生成物的变化浓度、三行数据法的有关计算、电离平衡常数的有关计算、溶液pH的计算等。

     

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    MgSO4（s）+CO（g）?MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）△H＞0
    该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（　　）
    选项 x y
    A 温度 容器内混合气体的密度
    B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
    C SO2的浓度 平衡常数K
    D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率

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    选项 x y
    A 反应时间 CO2与CO的物质的量之比
    B 反应温度 逆反应速率
    C 体系压强 平衡常数K
    D MgSO4的质量 CO的转化率
    A、AB、BC、CD、D

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    陶瓷的原料MgO:MgSO3(s) + CO(g)　　　　

    MgO(s) + CO2(g) +SO2(g) △H>0

    该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是

    选项

    x

    y

    A

    温度

    容器内混合气体的密度

    B

    CO的物质的量

    CO2与CO的物质的量之比

    C

    SO2的浓度

    平衡常数K

    D

    MgSO4的质量（忽略体积）

    CO的转化率

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    科目：高中化学 来源：2014届四川省绵阳市高三第一次诊断性考试理综化学试卷（解析版） 题型：选择题

    一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l) △H＜0。一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中1molSO2和nmolCO发生反应，5min后达到平衡，生成2amolCO2。下列说法正确的是

    A.反应前2min的平均速率v(SO2)＝0.1amol/(L.min)

    B.当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态

    C.平衡后保持其它条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动

    D.平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大

     

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