Question

碳、硫和氮元素及其化合物的处理，是资源利用和环境保护的重要研究课题。

（1）CO可转化成二甲醚，原理为：2CO(g)+4H₂(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)

已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂)/n(CO)]的变化曲线

              

若温度升高，则反应的平衡常数K将          （填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）SO₂的水溶液呈酸性，某温度下，0.02mol·L^-1亚硫酸水溶液的pH等于2，若忽略亚硫酸的二级电离和H₂O的电离，则该温度下亚硫酸的一级电离常数K_a1=          。

（3）已知：反应1：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)  ΔH₁；

反应2：2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)  ΔH₂；

若ΔH₁<ΔH₂<0，则反应3：SO₂(g)+NO₂(g) SO₃(g)+NO(g)属于         （填“放热”或“吸热”）反应。

（4）若用少量NaOH溶液吸收SO₂气体，对产物NaHSO₃进一步电解可制得硫酸，电解原理示意图（见右图）。电解时阳极的电极反应式为                        。

（5）在恒温密闭容器中通入SO₂和NO₂各1mol发生反应3：SO₂(g)+NO₂(g) SO₃(g)+NO(g)，当反应达到平衡后，维持温度和容积不变，10min时再通入各1mol的SO₂和NO₂的混合气体，20min时再次平衡。两次平衡时NO₂的转化率α₁          α₂（填“>”、“<”、“=”）；请在上图中画出正反应速率v_正在10至30min间随时间变化的曲线图。

Answer

（1）减小；(2)Ka1=1.0×10－2；(3)放热；

(4)HSO3－－2e－＋H2O=SO42－＋3H＋；

(5)=，。

【解析】

试题分析：（1）随着温度的升高，CO的转化率降低，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，则化学平衡常数减小； (2)亚硫酸属于二元弱酸，忽略二级电离，H2SO3H＋＋HSO3－，根据电离平衡常数的定义，Ka1=c(H＋)×c(HSO3－)/c(H2SO3)=10－2×10－2/(0.02－10－2)= 1.0×10－2；（3）(反应1－反应2)/2得出反应③，△H=（△H1－△H2）/2，因为△H1<△H2<0，（△H1－△H2）/2<0，因此反应3是放热反应；(4)跟电源的正极相连的电极为阳极，即右端为阳极，阳极失电子化合价升高，因此电极反应式为：HSO3－＋H2O－2e－=SO42－＋3H＋；(5)反应前后气体系数之和相等，两个平衡为等效平衡，即转化率相等，但增大反应物浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，因此图像为：。

考点：考查化学平衡常数、电离平衡数的计算、热化学反应方程式的计算、电极反应式的书写、等效平衡等知识。