Question

【題目】SO2的催化氧化： ，是工業(yè)制取硫酸的關(guān)鍵步驟之一。在容積都為2L的、、、、五個密閉容器中，投入相同的催化劑，并均充入1mol O2和2mol SO2，控制不同的反應(yīng)溫度進行反應(yīng)，反應(yīng)進行到5min時，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容器溫度 物質(zhì)的量（mol）	容器 400℃	容器 425℃	容器 450℃	容器 475℃	容器 500℃
O2	0.8	0.6	0.3	0.5	0.7
SO3	0.4	0.8	1.4	1.0	0.6

（1）計算5min內(nèi)容器中SO2的平均反應(yīng)速率___________________________。

（2）反應(yīng)進行到5min時， 容器中的反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)？_______（填“已達”、“未達”）理由是：_________________________________________________

（3）在右圖中畫出容器中SO3物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。____________

（4）工業(yè)上常用Na2SO3溶液來吸收SO2，該反應(yīng)的離子方程式是：______________________。

（5）Na2SO3和NaHSO3混合溶液的pH隨Na2SO3和NaHSO3比例的不同而不同，數(shù)據(jù)如下：

序號	①	②	③
	91:9	1:1	1:91
pH	8.2	7.2	6.2

表中第________組（填寫序號）數(shù)據(jù)，可判斷NaHSO3溶液顯_______性（填“酸”或“堿”）。

（6）NaHSO3既能和強酸反應(yīng)也能和強堿溶液反應(yīng)。用平衡移動原理說明NaHSO3能和強堿溶液反應(yīng)的原因：_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 0.04mol/(Lmin) 未達 SO2的催化氧化是放熱反應(yīng)，溫度越高，K值越小，5min時c容器中SO2轉(zhuǎn)化率高于b容器，因此b容器中的SO2還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化 圖略 SO32-+SO2+H2O=2HSO3- ③ 酸 NaHSO3溶液中HSO3-發(fā)生電離：HSO3-H++SO3-，電離出的H+與強堿溶液中的OH-發(fā)生反應(yīng)，其濃度降低，平衡正向移動，使反應(yīng)能持續(xù)進行

【解析】（1）a容器中氧氣起始濃度=1mol，5min末濃度為08mol，V==0.020 mol/(Lmin)，而二氧化硫的速率是氧氣的二倍故氧氣的速率為0.040mol/Lmin；（2）從表中的數(shù)據(jù)可以看出氧氣的物質(zhì)的量呈先減小再增大的趨勢，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，K值越小，5min時c容器中SO2轉(zhuǎn)化率高于b容器，因此b容器中的SO2還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化 ，未達到平衡狀態(tài)。

（3）e容器比d容器中溫度高，所以反應(yīng)速率大，到達平衡所用的時間短，但是不利于生成二氧化硫，平衡時生成的二氧化硫少，對應(yīng)的圖像為：

（4）Na2SO3還可以和SO2反應(yīng)生成NaHSO3對應(yīng)的方程式為：SO32-+SO2+H2O=2HSO3-

（5）③溶液中存在SO32-和HSO3-兩種離子，SO32-要水解使溶液顯堿性，HSO3-既能水解又能電離，水解使溶液顯堿性，電離使溶液顯酸性，而此混合溶液顯酸性，就說明NaHSO3的電離程度大于水解程度，溶液顯酸性。（6）NaHSO3溶液中HSO3-發(fā)生電離：HSO3-H++SO3-，電離出的H+與強堿溶液中的OH-發(fā)生反應(yīng)，其濃度降低，平衡正向移動，使反應(yīng)能持續(xù)進行。