Question

研究、等大气污染物的处理具有重要意义。

（1）某温度下，已知：

①

②

③

则________。

（2）按投料比2∶1把和加入到一密闭容器中发生反应，测得平衡时的转化率的温度T、压强p的关系如图甲所示：

   

A、B两点对应的平衡常数大小关系为K_A_______ K_B（填“>”“<”或“=”，下同）；温度为时D点与的大小关系为________；

（3）恒温恒容下，对于反应，测得平衡时的体积分数与起始 的关系如图乙所示，则当 达到平衡状态时，的体积分数是图乙中D、E、F三点中的_______点。A、B两点转化率的大小关系为_______（填“>”“<”或“=”）。

（4）工业上脱硫脱硝还可采用电化学法，其中的一种方法是内电池模式（直接法），烟气中的组分直接在电池液中被吸收及在电极反应中被转化，采用内电池模式将吸收在电池液中，并在电极反应中氧化为硫酸，在此反应过程中可得到质量分数为40%的硫酸。写出通入电极的反应式：_________；若40%的硫酸溶液吸收氨气获得的稀溶液，测得常温下，该溶液的，则 ________（列出计算式已知该温度下的）；若将该溶液蒸发掉一部分水后恢复室温，则 的值将_________（填“变大”“不变”或“变小”）。

Answer

-113.0kJ•mol-1 ＞ ＜ D ＞ SO2+2H2O-2e-=4H++SO42- 5.9×10-5 变小

【解析】

(1)根据盖斯定律分析计算反应热；

(2)反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H1=-196.6kJ•mol-1，根据温度对平衡的影响分析K与温度的关系；根据D点SO2的转化率与平衡时SO2的转化率的相对大小，判断平衡移动方向，得出vD正 与vD逆的相对大小；

(3)可逆反应中当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，两种反应物增加一种会增加另一种的转化率，据此分析解答；

(4)二氧化硫失电子被氧化生成硫酸；根据水解平衡常数Kh=分析计算；在(NH4)2SO4溶液中存在水解反应2NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，若将该溶液蒸发掉一部分水后恢复室温，水解平衡向正方向进行，但铵根的水解率减小，据此分析判断。

(1)①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H1=-196.6kJ•mol-1，②2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H2，③NO2(g)+SO2(g)⇌SO 3(g)+NO(g)△H3=-41.8kJ•mol-1，根据盖斯定律，将②=①-2×③，得2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2=(-196.6kJ•mol-1)-2×(-41.8kJ•mol-1)=-113.0kJ•mol-1，故答案为：-113.0kJ•mol-1；

(2)反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，△H1=-196.6kJ•mol-1，正反应为放热反应，压强相同时，SO2的转化率随温度T升高而减小，看图甲T1平衡时SO2的转化率＞T2平衡时SO2的转化率，所以温度T1＜T2，正反应放热，K随温度的升高而减小，所以KA＞KB；D点SO2的转化率＞平衡时SO2的转化率，所以反应逆向进行，故vD正＜vD逆，故答案为：＞；＜；

(3)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应中当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大，当=1.5时，生成的三氧化硫含量比在当=1.0时生成的三氧化硫含量大，所以达到平衡状态SO3的体积分数可能是D、E、F三点中的D点；两种反应物增加一种会增加另一种的转化率，A、B两点中A点的SO2少，SO2转化率大，所以A、B两点SO2转化率的大小关系为aA＞aB，故答案为：D；＞；

(4)该工艺是内电池和外电池的模式组合，内电池模式下，二氧化硫失电子被氧化生成硫酸，电极反应为；SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-；水解平衡常数

Kh==×=，则==≈5.9×10-5；在(NH4)2SO4溶液中存在NH4+的水解反应，2NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，若将该溶液蒸发掉一部分水后恢复室温，水解平衡向正方向移动，但铵根的水解率减小，所以的值将变小，故答案为：SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-；5.9×10-5；变小。