Question

【題目】SO2的含量是空氣質(zhì)量日報(bào)中一項(xiàng)重要檢測指標(biāo)，請結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題．
（1）工業(yè)制硫酸過程中，SO2催化氧化的原理為： 2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）
T℃時(shí)，向某密閉容器中充入一定SO2（g）和O2（g），發(fā)生上述反應(yīng)，測得SO2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖1所示．

①a、b兩點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K（a）K（b）（填“＞”、“＜”或“=”，下同），SO2濃度c（a）c（b）．
②c點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)速率v（正）v（逆） ．
（2）電化學(xué)法處理SO2 ． 硫酸工業(yè)尾氣中的SO2經(jīng)分離后，可用于制備硫酸，同時(shí)獲得電能，裝置如圖2所示（電極均為惰性材料）：
①M(fèi)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ．
②若使該裝置的電流強(qiáng)度達(dá)到2.0A，理論上每分鐘應(yīng)向負(fù)極通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為L（已知：1個(gè)e﹣所帶電量為1.6×10﹣19C）．
（3）溶液法處理SO2 ． 已知常溫下H2SO3和H2CO3的電離常數(shù)如表所示：

電離常數(shù) 酸	K1	K2
H2SO3	1.3×10﹣2	6.3×10﹣8
H2CO3	4.2×10﹣7	5.6×10﹣11

常溫下，將SO2緩慢通入100mL 0.2molL﹣1的Na2CO3溶液中，當(dāng)通入448mLSO2時(shí)（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，下同），發(fā)生的離子方程式為；當(dāng)通入896mLSO2時(shí)，所得溶液呈弱酸性，溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>

Answer 1

【答案】
（1）=；＞；＜
（2）SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣；0.014
（3）SO2+H2O+CO32﹣=HCO3﹣+HSO3﹣；c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣）
【解析】解：（1）①平衡常數(shù)隨溫度變化，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以K（a）=K（b），由圖象可知壓強(qiáng)越大SO2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率（a）越大，所以b點(diǎn)SO2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率比a點(diǎn)大，則SO2濃度c（a）＞c（b）， 所以答案是：=；＞；
②根據(jù)圖象可知c點(diǎn)在平衡點(diǎn)上方，所以要達(dá)到平衡要向下移動(dòng)即減小SO2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率即逆向移動(dòng)，則v（正）＜v（逆），
所以答案是：＜；（2）①該裝置是原電池，反應(yīng)原理為二氧化硫、氧氣和水反應(yīng)生成硫酸，通入氧氣的N電極是正極，原電池放電時(shí)，氫離子由負(fù)極移向正極，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+4H+=2H2O，負(fù)極M上，二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸，電極反應(yīng)式為：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣ ，
所以答案是：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣；
②根據(jù)Q=It=2A×60s=120C，N= = =7.5×1020個(gè)，由

SO2～～～～	2e﹣
22.4	2×6.02×1023
V	7.5×1020

V= ≈0.014L，
所以答案是：0.014；（3）將當(dāng)通入448mL即 =0.02molSO2緩慢通入100mL 0.2molL﹣1即0.1×0.2=0.02mol的Na2CO3溶液中時(shí)，則按1：1反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和碳酸氫鈉，離子方程式為：SO2+H2O+CO32﹣=HCO3﹣+HSO3﹣；當(dāng)通入896mL即 =0.04molSO2時(shí)，則按2：1反應(yīng)生成亞硫酸鈉、水和二氧化碳，則所得溶液即為亞硫酸鈉溶液，電離大于水解顯酸性，所以溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣），
所以答案是：SO2+H2O+CO32﹣=HCO3﹣+HSO3﹣；c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（H+）＞c（SO32﹣）＞c（OH﹣）．
【考點(diǎn)精析】掌握化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算是解答本題的根本，需要知道化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．