研究大气污染物SO3、CH3OH与H2O之间的催化反应,有利于揭示雾霾的形成机理。
反应ⅰ:SO3(g)+H2O(g)⇌H2SO4(l)△H1=-227.8kJ/mol
反应ⅱ:CH3OH(g)+SO3(g)⇌CH3OSO3H(g)(硫酸氢甲酯)△H2=-63.4kJ/mol
(1)CH3OSO3H发生水解:CH3OSO3H(g)+H2O(g)⇌CH3OH(g)+H2SO4(l)ΔH=-164.4-164.4 kJ/mol。
(2)T℃时某刚性容器中在无水条件下发生反应ⅱ,CH3OH(g)、SO3(g)的初始浓度分别为1×10-8 mol/L、2×10-9 mol/L,平衡时SO3的转化率为0.03%,则反应ⅱ的K=3×1043×104 L/mol。
(3)我国科学家利用计算机模拟计算,分别研究反应ⅱ在无水和有水条件下的反应历程如图1所示:

①反应ⅱ的化学反应速率:v (无水) <<v (有水)(填“>”“<”“=”)。
②无水反应历程中涉及到的断裂和新形成的化学键为 ADAD(填标号)。
A.CH3OH中的氢氧键
B.CH3OH中的碳氢键
C.H2O中的氢氧键
D.CH3OSO3H中的氢氧键
(4)分别研究大气中H2O、CH3OH的浓度对反应ⅰ、反应ⅱ产物浓度的影响,结果如下图2所示:

当c(CH3OH)大于10-11 mol/L时,c(CH3OH)越大,c(H2SO4)越 小小(填“大”或“小”),原因是 甲醇浓度增大,有利于反应ⅱ的发生,抑制了三氧化硫和水反应,硫酸浓度减少甲醇浓度增大,有利于反应ⅱ的发生,抑制了三氧化硫和水反应,硫酸浓度减少。
(5)利用电解法综合处理SO2和NO是目前大气污染治理的一个新思路,装置如图3:

电解池阳极的电极反应为 SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+。
(6)汽车尾气中的SO2可用石灰水吸收,生成CaSO3浊液。常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,忽略SO2-3的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=1.05×10-61.05×10-6(保留小数点后两位小数)。[已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7]
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【答案】-164.4;3×104;<;AD;小;甲醇浓度增大,有利于反应ⅱ的发生,抑制了三氧化硫和水反应,硫酸浓度减少;SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+;1.05×10-6
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:31引用:1难度:0.4
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