Question

已知2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，如图为不同温度（T₁、T₂）下SO₂的转化率随时间的变化曲线。

完成下列填空：

(1)T₁__________（选填“>”“<”或“=”）T₂，判断依据是_______________；该反应为___________（选填“放”或“吸”）热反应，判断依据是__________。

(2)下表为一定温度和压强下，4种投料比[n(SO₂):n(O₂)]分别为2:18、4:15、7:11和8:10时SO₂的平衡转化率。

投料比	①	②	③	④
SO2平衡转化率／%	97.1	96.8	95.8	90.0

②对应的投料比为_____。投料比为8:10时，平衡混合气体中SO₃体积分数为______。

(3)在相同温度下：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g) K₁=a；NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)    K₂=b；则2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) 的平衡常数K=__________（用a、b表示）。

(4)钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的SO₂并将其转化为硫酸的工艺如下：

吸收池中发生反应的离子方程式是________；NaHSO₃溶液呈弱酸性，NaHSO₃溶液中离子浓度由大到小排序为_________。

Answer

> 其他条件不变，由图可知T1比T2达到平衡所需时间短，说明T1反应速度快，所以T1温度高 放 由图可知，T1温度高，二氧化硫平衡转化率低，说明温度升高时平衡左移，逆反应为吸热，正反应为放热 4:15 50% ab2 SO2+SO32-+H2O→2HSO3- c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)

【解析】

（1）温度越高，反应速率越快，达到化学平衡的时间越短，温度升高，平衡向吸热方向移动；

（2）同一化学反应，增大一种反应物浓度可以提高其他反应物转化率；利用三段式计算可得；

（3）借用盖斯定律得到反应之间的关系，由此计算平衡常数；

（4）吸收池中亚硫酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，NaHSO3溶液呈弱酸性，说明HSO3-的电离大于水解。

（1）温度越高，反应速率越快，达到化学平衡的时间越短，由图可知，相同条件下，T1比T2达到平衡所需时间短，说明T1反应速度快，则T1＞T2；温度升高，平衡向吸热方向移动，由T2→T1， SO2的转化率减小，平衡向逆向移动，所以正向为放热反应，故答案为：＞；其他条件不变，由图可知T1比T2达到平衡所需时间短，说明T1反应速度快，所以T1温度高；放；由图可知，T1温度高，二氧化硫平衡转化率低，说明温度升高时平衡左移，逆反应为吸热，正反应为放热；

（2）同一化学反应，增大一种反应物浓度可以提高其他反应物转化率，投料比[n（SO2）：n（O2）]越小，氧气的浓度越大，二氧化硫转化率越大，依据②的转化率可知，投料比[n（SO2）：n（O2）]为4：15；投料比[n（SO2）：n（O2）]为8：10时，二氧化硫的转化率为90%，设起始二氧化硫为4mol，氧气物质的量为5mol，由题意建立如下三段式：

则平衡混合气体中三氧化硫的体积分数为×100%=50%，故答案为：4：15；50%；

（3）将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知①+②×2可得2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，则平衡常数K=K1×K22= ab2，故答案为：ab2；

（4）吸收池中亚硫酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，反应的离子方程式：SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；NaHSO3溶液呈弱酸性，说明HSO3-的电离大于水解，则NaHSO3溶液中离子浓度由大到小排序为c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)，故答案为：SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)。