工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是 。
A.若反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.平衡后升高温度,平衡常数K增大
F.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
SO2 | O2 | SO2 | O2 | |||
1 | T1 | 4 | 2 | x | 0.8 | 6 |
2 | T2 | 4 | 2 | 0.4 | y | 9 |
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为 , 表中y ﹦ 。
②T1 T2 ,(选填“>”、“<”或“="”)," 实验2中达平衡时 O2的转化率为 。
(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
① 该溶液中c(Na+)与 c(OH-)之比为 。
② 该溶液中c(OH-)= c(H+)+ + (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
③ 当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32-) , 水的离子积Kw 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是 。
A. Na2CO3 B. Ba(NO3)2 C.Na2S D.酸性KMnO4
(1)D F;(2)① 0.2 mol· L-1· min-1; 0.2 mol ② >; 90﹪
(3)① 2×105 ; ② c(HSO3-)+2c(H2SO3) ③增大; 不变 (4)B﹥C = D﹥A 。
题目分析:(1)A、没有明确v正和v逆,反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),不能说明该可逆反应已达到平衡状态,错误;B、保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,SO2、SO3和O2浓度不变,化学反应速率不变,错误;C、平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,但各反应物的转化率不一定都增大,错误;D、该反应正向为气体体积减小的反应,平衡后移动活塞压缩气体,平衡正向移动,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大,正确;E、该反应为放热反应,平衡后升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,错误;F、保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,平衡逆向移动,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大,正确;选DF;(2)①根据题给数据分析,实验1从开始到反应达到化学平衡时O2的物质的量变化为1.2mol,根据反应方程式确定SO2的物质的量变化为2.4mol,根据公式v=△n/△tV计算,v(SO2)表示的反应速率为0.2 mol· L-1· min-1;根据题给数据分析,实验2从开始到反应达到化学平衡时SO2的物质的量变化为3.6mol,根据反应方程式确定O2的物质的量变化为1.8mol,则平衡时O2的物质的量为0.2mol,表中y﹦0.2mol;②根据题给数据分析,温度由T1变为T2,平衡正向移动,该反应为放热反应,根据温度对化学平衡的影响规律判断,改变的条件为降温,故T1>T2 , 根据题给数据分析,实验2从开始到反应达到化学平衡时SO2的物质的量变化为3.6mol,根据反应方程式确定O2的物质的量变化为1.8mol,则实验2中达平衡时 O2的转化率为90﹪;(3)①常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,c(Na+)=0.2mol/L,实验测定其pH约为8,c(OH-)=10—6 mol/L,该溶液中c(Na+)与 c(OH-)之比为2×105;② 根据质子守恒,该溶液中c(OH-)= c(H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3);③ 常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液存在水解平衡:SO32- + H2O HSO3- + OH-,当向该溶液中加入少量NaOH固体时,氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,c(SO32-)增大,温度不变,水的离子积Kw不变;(4)设各物质物质的量为1mol,A.根据化学方程式2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3 +CO2判断,1molNa2CO3最多吸收2molSO2;B. 根据化学方程式Ba(NO3)2 +3SO2+2H2O=BaSO4+2H2SO 4判断,1molBa(NO3)2 最多吸收3molSO2;C.根据化学方程式2Na2S+SO2 +2H2O=3S+4NaOH和SO2 +NaOH=NaHSO3判断,1molNa2S最多吸收2.5molSO2;D.根据电子守恒判断,1molKMnO4最多吸收2.5molSO2;则理论吸收量由多到少的顺序是B>C = D>A 。