燃煤煙氣中含有大量SO2和NO，某科研小組研究SO2和NO的吸收方法。回答下列問題：(1)已知SO2(g)＋O...

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問題詳情：

燃煤煙氣中含有大量SO2和NO，某科研小組研究SO2和NO的吸收方法。

回答下列問題：

(1)已知SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)

ΔH1＝－241.6 kJ· mol－1

NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

ΔH2＝－199.8 kJ· mol－1

則反應SO3(g)＋NO(g)SO2(g)＋NO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)在恆溫條件下，向2 L恆容密閉容器中加入1 mol NO和1 mol O3發生反應NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，2 min時達到平衡狀態。

①若測得2 min內v(NO)＝0.21 mol· L－1· min－1，則平衡時NO的轉化率α1＝________；若其他條件保持不變，在恆壓條件下進行，則平衡時NO的轉化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)。

②保持溫度不變，向2 min後的平衡體系中再加入0.3 mol NO2和0.04 mol NO，此時平衡將向________(填“正”或“逆”)方向移動。

③該反應的逆反應速率與時間的關係如圖所示，反應在ttt5時刻均達到平衡狀態。tt6時刻都只改變了某一個條件，則t2時刻改變的條件是________，t6時刻改變的條件是________，t4時刻改變條件後v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。

(3)處理煙氣中SO2也可採用鹼液吸收法。已知25 ℃時，K(NH3·H2O)＝1.8×10－5；H2SO3的Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7；Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5。

第1步：用過量的濃氨水吸收SO2，並在空氣中氧化；

第2步：加入石灰水，發生反應Ca2＋＋2OH－＋2NH＋SOCaSO4↓＋2NH3·H2O。

①25 ℃時，0.1 mol·L－1(NH4)2SO3溶液呈________(填“**”“鹼*”或“中*”)。

②計算第2步反應的平衡常數K＝________________________(列出計算式即可)。

【回答】

*　(1)＋41.8　

(2)①84%　＝　②逆　③升高溫度(或增大生成物的濃度)　使用催化劑(或增大壓強)　>　

(3)①鹼*　②

解析　(1)已知①SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)ΔH1＝－241.6 kJ· mol－1

②NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)　ΔH2＝－199.8 kJ· mol－1

②－①得，反應SO3(g)＋NO(g)SO2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－199.8 kJ· mol－1＋241.6 kJ· mol－1＝＋41.8 kJ· mol－1。

(2)①　　　 NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

起始(mol) 1 1 0 0

轉化(mol) x x x x

平衡(mol) 1－x 1－x x x

v(NO)＝÷2 min＝0.21 mol·L－1· min－1，所以x＝0.84 mol，則平衡時NO的轉化率α1＝0.84 mol÷1 mol×100%＝84%；NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，由於這個反應是反應前後氣體體積相等的反應，若其他條件保持不變，在恆壓條件下進行，平衡不移動，則平衡時NO的轉化率α2＝α1。

②　　　　　　NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

： 0.16 0.16 0.84 0.84

保持溫度不變，向2 min後的平衡體系中再加入0.3 mol NO2和0.04 mol NO，根據平衡常數與濃度商的關係可知，平衡應該向逆反應方向移動。

③t2時刻v逆增大，改變的條件是升高溫度或增大生成物的濃度；t6時刻平衡不移動，NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，由於這個反應是反應前後氣體體積相等的反應，故改變的條件是使用催化劑或增大壓強；由影象可知，t4時刻v逆減小，則v正>v逆。

(3)①由題可知25 ℃時，K(NH3·H2O)＝1.8×10－5；H2SO3的Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7，因為H2SO3的Ka2＝1.0×10－7比NH3·H2O的K(NH3·H2O)＝1.8×10－5小，所以SO水解程度比NH的水解程度大，故25 ℃時，0.1 mol·L－1(NH4)2SO3溶液呈鹼*。