Question

含硫烟气（主要成分为SO₂)的处理备受关注，主要有以下两种方法。请回答：

I .碱液吸收法

步骤1：用足量氨水吸收SO₂

步骤2：再加入熟石灰，发生反应2NH₄⁺+Ca²⁺+2OH^-+SO₃^2-=CaSO₃↓+2NH₃·H₂O

(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。

(2)已知：25°C时，K_sp(CaSO₃)=b，步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下，K_b( NH₃·H₂O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。

II.水煤气还原法

己知：①2CO(g)+SO₂(g)S(l)+2CO₂(g) △H₁=-37.0 kJ·mol^-1

②2H₂(g)+ SO₂(g)S(l)+2H₂O(g)        △H₂=+45.4 kJ·mol^-1

③CO的燃烧热△H₃=-283 kJ·mol^-1

(3)1 molS(l)在O₂(g)中完全燃烧生成SO₂(g)的热化学方程式为____________。

⑷反应②的正反应的活化能为E₁ kJ·mol^-1，其逆反应的活化能E₂=_____ kJ·mol^-1。

(5)在一定压强下，发生反应②。平衡时，α(SO₂)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。

①α(H₂)：N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。

②逆反应速率：M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。

(6)t℃时，向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO₂(g)和2 mol H₂(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时，SO₂(g)和CO₂(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下，反应②的平衡常数K=__________。

Answer

2NH3·H2O+ SO2= 2NH4++ SO32-+ H2O S(l)+O2(g)=SO2(g) △Hl=-529.0 kJ·mol-1 E1-45.4 < > 400

【解析】(1)步骤1中用足量氨水吸收SO2反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为2NH3·H2O+ SO2= 2NH4++ SO32-+ H2O，故答案为：2NH3·H2O+ SO2= 2NH4++ SO32-+ H2O；

(2) 反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O的平衡常数K== ，因此Kb( NH3·H2O)= ，故答案为： ；

II. (3)①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1 ，②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1 ，③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1 即CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H2=-283KJ•mol-1，根据盖斯定律，将③×2-①得S(l)+O2(g)=SO2(g) △Hl=(-283KJ•mol-1)×2-(-37.0 kJ·mol-1)=-529.0 kJ·mol-1，故答案为：S(l)+O2(g)=SO2(g) △Hl=-529.0 kJ·mol-1；

⑷反应②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1，的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1，则其逆反应的活化能E2= E1-45.4kJ·mol-1，故答案为：E1-45.4；

(5)①根据图像，α(SO2)一定时，越大，氢气的转化率越大，α(H2)：N＜M，故答案为：＜；

②该反应属于吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应物的转化率增大，根据图像，相同条件下，T1时α(SO2)大于T2时的α(SO2)，说明T1＞T2，温度越高，反应速率越快，逆反应速率：M＞Q，故答案为：＞；

(6) ① 2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)

起始(mol/L) 0.2 0.2 0

反应 0.16 0.08 0.16

平衡 0.04 0.12 0.16

② 2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g)

起始(mol/L)0.2 0.12 0

反应 0.16 0.08 0.16

平衡 0.04 0.04 0.16

反应②的平衡常数K==400，故答案为：400。