Question

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

⑴CO可轉化成二甲醚，原理為：2CO(g) ＋ 4H2(g) CH3OCH3(g) ＋ H2O(g)，已知一定條件下，該反應中CO的平衡轉化率隨溫度、投料比的變化曲線如下圖左所示，若溫度升高，則反應的平衡常數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電離和H2O的電離，則該溫度下亞硫酸的一級電離平衡常數Ka1＝ 。

⑶已知：反應1 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g) ΔH1

反應2 2NO(g) ＋ O2(g) 2NO2(g) ΔH2

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

⑷若用少量NaOH溶液吸收SO2氣體，對產物NaHSO3進一步電解可制得硫酸，電解原理示意圖(見上圖右所示)，則電解時陽極的電極反應式為 。

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

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）根據圖一可以看出，對于反應：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===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，反應放熱，故答案為：放熱；

（4）左邊電極區產生氫氣，正一價的氫發還原反應生成氫氣，而陰極發生還原反應，電極反應為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化為H2SO4，可以知道化合價升高的是硫元素，在陽極上會發生失電子化合價升高的反應，故陽極反應式為：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時再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，相當于增大壓強，平衡不移動，NO2的轉化率不變，即α1=α2；再通入各1mol的SO2和NO2的混合氣體，正反應速率突然加快，逆反應速率基本不變，經過10min后，達到新的平衡，正反應速率在10-30min間隨時間變化的曲線如圖，故答案為：=；。