Question

【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等，是形成霧霾的重要因素。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠�合物等粒子形成的煙霧。

(1)SO2在煙塵的催化下形成硫酸的反應(yīng)方程式是_____。

(2)NOx和SO2在空氣中存在下列平衡：

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJmol-1

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJmol-1

SO2通常在二氧化氮的存在下，進(jìn)一步被氧化，生成SO3。

①寫出NO2和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____。

②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)變化趨勢是____。

(3)提高2SO2+O22SO3反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率，是減少SO2排放的有效措施。

①T溫度時(shí)，在1L的密閉容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，該反應(yīng)的平衡常數(shù)是___。

②在①中條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2的轉(zhuǎn)化率提高的是____（填字母）。

a.溫度和容器體積不變，充入1.0molHe

b.溫度和容器體積不變，充入1.0molO2

c.在其他條件不變時(shí)，減少容器的體積

d.在其他條件不變時(shí)，改用高效催化劑

e.在其他條件不變時(shí)，升高體系溫度

Answer 1

【答案】SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4 NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJmol-1 減小 2 bc

【解析】

(1)SO2首先與H2O反應(yīng)產(chǎn)生H2SO3，然后是H2SO3被氧化產(chǎn)生硫酸；

(2)根據(jù)蓋斯定律來求解，正反應(yīng)如果是吸熱反應(yīng)，溫度越高K值越大；

(3)①計(jì)算出平衡時(shí)各種物質(zhì)的量濃度，帶入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算平衡常數(shù)；

②外界條件改變導(dǎo)致平衡正向移動(dòng)。

(1)SO2在煙塵的催化下形成硫酸，首先SO2與水反應(yīng)生成亞硫酸，然后亞硫酸發(fā)生氧化反應(yīng)SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4；

(2)①已知熱化學(xué)方程式：(i)2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJmol-1

(ii)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJmol-1

根據(jù)蓋斯定律用[(ii)- (i)]÷2，整理可得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJmol-1；

②根據(jù)①可知：該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以升高溫度平衡常數(shù)減�。�

(3)①在T溫度時(shí)，在1L的密閉容器中加入2.0molSO2和1.0molO2，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時(shí)n(SO2)=n(SO3)=1mol，n(O2)=0.5mol，由于容器的容積是1L，所以物質(zhì)的平衡濃度：c(SO2)=c(SO3)=1mol/L，c(O2)=0.5mol/L，則該溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==2；

②a.溫度和容器體積不變，充入1.0molHe，由于不能改變?nèi)魏挝镔|(zhì)的濃度，所以化學(xué)平衡不移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率不變，a不符合題意；

b.溫度和容器體積不變，充入1.0molO2，即增大了反應(yīng)物O2的濃度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，使SO2的轉(zhuǎn)化率提高，b符合題意；

c.在其他條件不變時(shí)，減少容器的體積，相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高，c符合題意；

d.在其他條件不變時(shí)，改用高效催化劑，由于催化劑能夠同等倍數(shù)的影響正、逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率不變，d不符合題意；

e.在其他條件不變時(shí)，升高體系溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，e不符合題意；

故合理選項(xiàng)是bc。