Question

（14分） 2SO₂(g)+ O₂ (g)  2 SO₃ (g)是生產硫酸的主要反應之一。下表是原料氣按V(SO₂):V(O₂):V(N₂)=7:11:82投料，在1．01×10⁵Pa時，不同溫度下SO₂的平衡轉化率。

溫度/℃	400	500	600
SO2轉化率/%	99．2	93．5	73．7

（1）該反應是______反應（填“放熱”或“吸熱”）。
（2）400℃，1．01×10⁵Pa時，將含10 mol SO₂的原料氣通入一密閉容器中進行反應，平衡時SO₂的物質的量是______mol。
（3）硫酸廠尾氣（主要成分SO₂、O₂和N₂）中低濃度SO₂的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾氣，若SO₂與氨水恰好反應得到堿性的(NH₄)₂SO₃溶液時，則有關該溶液的下列關系正確的是______（填序號）。
a． c + c(NH₃?H₂O)=" 2[c()+" c()+ c(H₂SO₃)]
b． c()+ c(H⁺)=" c()+" c()+ c(OH^-)
c． c()> c() > c(OH^-) > c(H⁺)
②用 MnO₂與水的懸濁液吸收上述尾氣并生產MnSO₄。
i． 得到MnSO₄的化學方程式是______。
ii．該吸收過程生成MnSO₄時，溶液的pH變化趨勢如圖甲，SO₂吸收率與溶液pH的關系如圖乙。

圖甲中pH變化是因為吸收中有部分SO₂轉化為H₂SO₄，生成H₂SO₄反應的化學方程式是______；由圖乙可知pH的降低______SO₂的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化學平衡移動原理解釋其原因是______。

Answer 1

（14分）
（1）放熱    0．08
（2）①ac 
i． SO₂+ H₂OH₂SO₃  MnO₂+ H₂SO₃===MnSO₄+H₂O（或MnO₂+ SO₂==MnSO₄）
ii． 2SO₂+ 2H₂O +O₂ ="==" 2H₂SO₄   
不利于   溶液中存在 SO₂+ H₂O  H₂SO₃H⁺+，當溶液中酸性增強，平衡向左移動，使SO₂從體系中溢出。

試題分析：（1）溫度升高二氧化硫的轉化率降低，說明升高溫度平衡逆向移動，所以正向為放熱反應；
（2）該條件下二氧化硫的轉化率為99．2%，所以10 mol SO₂的原料氣平衡時剩余10×(1-99．2%)=0．08mol SO₂
（3）①根據物料守恒規律，c（NH₄⁺）+c(NH₃·H₂O)=2c(H₂SO₃)+2c(SO₃^2-)+ 2c(HSO₃^-)，a正確；b不符合電荷守恒規律，錯誤；（NH₄）₂SO₃溶液為堿性溶液，說明SO₃^2-的水解程度大于NH₄⁺的水解程度，所以溶液中離子濃度的大小關系是c（NH₄⁺）>c(SO₃^2-)>c(OH^-)>c(H⁺)，c正確；答案選ac；
②i．二氧化硫與水反應生成亞硫酸，亞硫酸與二氧化錳發生氧化還原反應生成硫酸錳，化學方程式為H₂O+SO₂H₂SO₃   MnO₂+ H₂SO₃= MnSO₄+H₂O；
ii．SO₂與水、氧氣反應生成硫酸，化學方程式為2SO₂+2H₂O+ O₂="2" H₂SO₄；由乙圖可知，pH減小，二氧化硫的吸收率下降，所以pH的降低不利于SO₂的吸收；因為二氧化硫溶于水后存在平衡H₂O+SO₂H₂SO₃ H⁺+ HSO₃^-，當溶液中酸性增強，平衡向左移動，使二氧化硫從體系中逸出。