Question

【題目】2013年，“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞。近年來(lái)，對(duì)“霧霾”的防護(hù)與治理成為越來(lái)越重要的環(huán)境問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題：霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)組成。

(I)燃煤尾氣中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液，在pH為4-7之間時(shí)電解，硫元素在鉛陰極上被電解還原為Na2S2O4。Na2S2O4俗稱保險(xiǎn)粉，廣泛應(yīng)用子染料、印染、造紙、食品工業(yè)以及醫(yī)學(xué)上。這種技術(shù)是最初的電化學(xué)脫硫技術(shù)之一。請(qǐng)寫(xiě)出該電解反應(yīng)中陰極的電極方程式：____________。

(2)SO2經(jīng)過(guò)凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化后制取硫酸我者硫酸銨，其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為：2 SO2 (g)+ O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2(其中n(SO2):n(O2)=2:1)，測(cè)得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時(shí)間如圖所示：

①圖中A點(diǎn)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為____________。

②計(jì)算SO2催化氧化反應(yīng)在圖中B點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K=_______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）

③若在T2℃，其他條件不變的情況下測(cè)得壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示，則Tl__T2(填“>”、“<”、“=”)；其中C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vc(正)與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率VA（逆）的大小關(guān)系為vc(正)____VA（逆）(填“>”、“<”、“=”)

Answer 1

【答案】 2HSO3－+ 2H++2e－ = S2O42－+2H2O 45% 24300 (Mpa)－1 < >

【解析】(I)電解:陰極上得電子,發(fā)生還原反應(yīng)，2HSO3－+2H＋+2e－=S2O42－+2H2O；(2)①列出三段式，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為x，

2SO2（g）+O2（g）2SO3

起始量/mol 2a a 0

變化量/mol 2x x 2x

平衡/mol 2a-2x a-x 2x

圖中A點(diǎn)時(shí)，氣體物質(zhì)的量0.085，則(2a-2x+a-x+2x)/(2a+a)=0.085/0.1，x=0.45a，SO2的轉(zhuǎn)化率=0.45a×2/2a×100%=45%；②圖中B點(diǎn)，列出三段式，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為y，

2SO2（g）+O2（g）?2SO3

起始量/mol 2a a 0

變化量/mol 2y y 2y

平衡量/mol 2a-2y a-y 2y

B點(diǎn)氣體物質(zhì)的量為 0.007，則(2a-2y+a-y+2y)/(2a+a)=0.07/0.1，y=0.9a，平衡常數(shù)K=（(0.007×1.8/(0.2a+0.1a+1.8a))2(0.007×0.2a/(0.2a+0.1a+1.8a))-2×(0.007×0.1a/(0.2a+0.1a+1.8a)）-1=24300（MPa）-1。即K==24300（MPa）-1。③圖象分析可知，先拐先平溫度高則T1＜T2，C點(diǎn)是平衡狀態(tài)，A點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，其中C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vC（正）與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率vA（逆）的大小關(guān)系為vC（正）＞vA（逆）。