Question

【題目】碳、硫和氮元素及其化合物的處理，是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。

⑴CO可轉(zhuǎn)化成二甲醚，原理為：2CO(g) ＋ 4H2(g) CH3OCH3(g) ＋ H2O(g)，已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比的變化曲線如下圖左所示，若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將 (填“增大”、“減小”或“不變”)

⑵SO2的水溶液呈酸性，某溫度下，0.02mol/L亞硫酸水溶液的pH等于2，若忽略亞硫酸的二級(jí)電離和H2O的電離，則該溫度下亞硫酸的一級(jí)電離平衡常數(shù)Ka1＝ 。

⑶已知：反應(yīng)1 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g) ΔH1

反應(yīng)2 2NO(g) ＋ O2(g) 2NO2(g) ΔH2

若ΔH1 <ΔH2 < 0，則反應(yīng)3 SO2(g) ＋ NO2(g) SO3(g) ＋ NO(g) 屬于 (填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

⑷若用少量NaOH溶液吸收SO2氣體，對(duì)產(chǎn)物NaHSO3進(jìn)一步電解可制得硫酸，電解原理示意圖(見上圖右所示)，則電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。

⑸在恒溫密閉容器中通入SO2和NO2各1mol發(fā)生反應(yīng)3：SO2(g) ＋ NO2(g) SO3(g) ＋ NO(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后(此時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為α1)，維持溫度和容積不變，10min時(shí)再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，20min時(shí)再次平衡(此時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為α2)。兩次平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率α1 α2(填“>”、“<”、“＝”)，并在下圖中畫出正反應(yīng)速率在10-30min間隨時(shí)間變化的曲線圖。

Answer 1

【答案】

（1）減小；

（2）0.01；

（3）放熱；

（4）HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-；

（5）=；；

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖一可以看出，對(duì)于反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，△H＜0，所以溫度升高，K減小，故答案為：減小；

（2）電離平衡常數(shù)===0.01，故答案為：0.01；

（3）已知：①2SO2(g)+O2═2SO3(g)ΔH1，②2NO(g)+O2═2NO2(g)ΔH2，根據(jù)蓋斯定律可知：將可得：NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=×(ΔH1-ΔH2)，若ΔH1 <ΔH2 < 0，則△H=×(ΔH1-ΔH2)＜0，反應(yīng)放熱，故答案為：放熱；

（4）左邊電極區(qū)產(chǎn)生氫氣，正一價(jià)的氫發(fā)還原反應(yīng)生成氫氣，而陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2HSO3-+2e-=H2↑+2SO32-，裝置的目的是用Na2SO3溶液吸收SO2，再用惰性電極電解吸收液將其轉(zhuǎn)化為H2SO4，可以知道化合價(jià)升高的是硫元素，在陽(yáng)極上會(huì)發(fā)生失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)，故陽(yáng)極反應(yīng)式為：HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-，故答案為： HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-；

（5）維持溫度和容積不變，10min時(shí)再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，NO2的轉(zhuǎn)化率不變，即α1=α2；再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，正反應(yīng)速率突然加快，逆反應(yīng)速率基本不變，經(jīng)過10min后，達(dá)到新的平衡，正反應(yīng)速率在10-30min間隨時(shí)間變化的曲線如圖，故答案為：=；。