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。

⑴CO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、投料比的变化曲线如下图左所示，若温度升高，则反应的平衡常数K将              (填“增大”、“减小”或“不变”)

⑵SO₂的水溶液呈酸性，某温度下，0.02mol/L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平衡常数K_a1＝          。

⑶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。

⑷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(见上图右所示)，则电解时阳极的电极反应式为                  。

⑸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(此时NO₂的转化率为α₁)，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(此时NO₂的转化率为α₂)。两次平衡时NO₂的转化率α₁         α₂(填“>”、“<”、“＝”)，并在下图中画出正反应速率在10-30min间随时间变化的曲线图。

Answer

（1）减小；

（2）0.01；

（3）放热；

（4）HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-；

（5）=；；

【解析】

试题分析：（1）根据图一可以看出，对于反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，△H＜0，所以温度升高，K减小，故答案为：减小；

（2）电离平衡常数===0.01，故答案为：0.01；

（3）已知：①2SO2(g)+O2═2SO3(g)ΔH1，②2NO(g)+O2═2NO2(g)ΔH2，根据盖斯定律可知：将−可得：NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=×(ΔH1-ΔH2)，若ΔH1 <ΔH2 < 0，则△H=×(ΔH1-ΔH2)＜0，反应放热，故答案为：放热；

（4）左边电极区产生氢气，正一价的氢发还原反应生成氢气，而阴极发生还原反应，电极反应为2HSO3-+2e-=H2↑+2SO32-，装置的目的是用Na2SO3溶液吸收SO2，再用惰性电极电解吸收液将其转化为H2SO4，可以知道化合价升高的是硫元素，在阳极上会发生失电子化合价升高的反应，故阳极反应式为：HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-，故答案为： HSO3--2e-+H2O=3H++SO42-；

（5）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，相当于增大压强，平衡不移动，NO2的转化率不变，即α1=α2；再通入各1mol的SO2和NO2的混合气体，正反应速率突然加快，逆反应速率基本不变，经过10min后，达到新的平衡，正反应速率在10-30min间随时间变化的曲线如图，故答案为：=；。

考点：考查了化学平衡和化学反应速率的影响因素和计算、盖斯定律的应用的相关知识。