Question

燃煤烟气中的SO₂、NO_x是形成酸雨的有害物质。应设法吸收利用。

I.吸收SO₂：通入氨水将其转化为NH₄HSO₃，NH₄HSO₃溶液呈_____性(填“酸”、“碱”、“中”)；再通空气将NH₄HSO₃氧化，溶液pH将__________(填“增大”、“减小”、“不变”)

Ⅱ.处理NO：先用O₃处理，再用Na₂SO₃溶液吸收。O₃处理的热化学方程式为：

NO(g)+O₃(g)=NO₂(g)+O₂(g)      △H=akJ·mol^-1

NO₂(g)=NO(g)+1/2O₂(g)        △H=bkJ·mol^-1

(1)反应NO(g)+O₃(g)=3NO₂(g)的△H=_______kJ·mol^-1。

(2)用Na₂SO₃溶液吸收时，溶液中SO₃^2-将NO₂转化为NO₂^-，反应的氧化产物是_________。

Ⅲ.利用SO₂：分离出SO₂可用于生产硫酸，反应之一：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) △H<0。

(3)恒温恒容下，改变SO₂、O₂的物质的量之比[n(SO₂)/n(O₂)]，平衡时测定Y的值，Y与[n(SO₂)/n(O₂)]的关系如图所示，则Y可能是______________。

A.正反应速率         B.SO₃的体积分数     C.SO₂的转化率      D.SO₂的体积分数

a→b段y变化的原因是___________。

(4)Kp是以各气体平衡分压(各气体的分压=总压×各气体的体积分数)代替平衡浓度表示的平衡常数。

①Kp与温度(T/K)的关系是㏒Kp=-4.86(R为常数)，请判断R___0(填“&gt;”或“&lt;”)，原因是________。

②在10.0%SO₂、13.5%O₂、76.5%N₂(体积分数)时，SO₂平衡转化率与温度、压强的关系如图。

则x_____1.0(填“&gt;”或“&lt;”)；计算550℃、1.0atm下，2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)的Kp=____。(精确到1位小数)

Answer

酸性 减小 a-2b SO42- AB SO2浓度增大，正反应速率增大，平衡正移，SO3增多 > 温度（T）升高，平衡逆向移动，Kp减小，由关系式可判断R>0 > 859.5 atm-1

【解析】I. 亚硫酸属于中强酸，NH4HSO3溶液显酸性；再通空气将NH4HSO3氧化生成(NH4)2SO4和硫酸，溶液的酸性增强，pH将减小，故答案为：酸性；减小；

Ⅱ.(1)①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=akJ·mol-1，②NO2(g)=NO(g)+1/2O2(g) △H=bkJ·mol-1，根据盖斯定律，将①-②×2得：NO(g)+O3(g)=3NO2(g) △H=(a-2b )kJ·mol-1，，故答案为：a-2b；

(2) SO32-将NO2转化为NO2-，反应中N元素的化合价由+4价变成+3价，被还原，则S元素化合价由+4价变成+6价被氧化，反应的氧化产物为SO42-，故答案为：SO42-；

Ⅲ. (3) A. 根据图像，增大SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]，可以是充入二氧化硫，正反应速率增大，随着反应的进行，正反应速率又逐渐减小，故A正确；B. 可以是充入二氧化硫，平衡正向移动，SO3的体积分数增大，当充入的二氧化硫到一定沉淀时，三氧化硫的体积分数得到最大，随后又逐渐减小，故B正确；C. 增大SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]，SO2的转化率减小，故C错误；D. 充入的二氧化硫越多，SO2的体积分数越大，故D错误；a→b段y变化的原因是SO2浓度增大，正反应速率增大，平衡正移，SO3增多，故选AB；SO2浓度增大，正反应速率增大，平衡正移，SO3增多；

(4) ①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0，温度(T)升高，平衡逆向移动，Kp减小，由㏒Kp=-4.86可判断R>0，故答案为：>；温度(T)升高，平衡逆向移动，Kp减小，由关系式可判断R>0；

②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)属于反应后气体的物质的量减小的反应，增大压强，其他条件不变时，SO2平衡转化率增大，因此x＞1.0，550℃、1.0atm下，SO2平衡转化率为90%，设反应前气体的总物质的量为100mol，则SO2为10mol， O2为13.5mol，76.5N2为76.5mol。

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始(mol) 10 13.5 0

反应 9 4.5 9

平衡 1 9 9

平衡分压(atm)

Kp==859.5 atm-1，故答案为：> ； 859.5 atm-1。