1、二氧化硫的结构与性质一、结构SO2是有同族元素间组成的共价化合物，属酸性氧化物。与 NO2和 CO2气态非金属氧化物相比较知其中心元素的化合价都是+4价，其结构对比如下：SO2 NO2 CO2分子构型 键角119.5 ，角型分子 键角134，角型分子 键角1180，直线型分 子分子极性 极性分子 极性分子 非极性分子8e 结构 不是 不是 是水溶液 非电解质、导电 非电解质、导电 非电解质、导电酸性氧化物 是 不是 是1.SO2是 V 字型的极性分子，结构中“硫元素的价态 + 价电子数8” ，因而硫原子不满足8e 结构，表现出更高的反应活性。2. SO2的水溶液能导电，是因为 SO2溶于水后和
2、水发生了化学反应生成 H2SO3，H 2SO3在溶液中部分电离成 H+、HSO 3 和 SO32 ，所以溶液能导电，由于在溶液中电离的是H2SO3而不是 SO2，因此 H2SO3是弱电解质，而 SO2属于非电解质。二、酸性氧化物在显+4价的酸性氧化物中，SiO 2是固体，SO 2和 CO2是两种重要的酸性氧化物，有很多相似点和不同点。1.常温常压下都是无色气体，密度都大于空气，能溶于水。2.CO2没有气味，SO 2有刺激性气味；CO 2无毒，SO 2有毒；CO 2在水中的溶解性大于SO2；SO 2易液化。3.两者都能与水反应，生成不稳定的且只存在于溶液中的弱酸 H2CO3和 H2SO3，在实验
3、室中可以用强酸制弱酸的原理来制取。由于 H2SO3的酸性比 H2CO3强，故可用饱和的NaHCO3溶液除去 CO2中混有的 SO2气体。4.都能与碱反应，用量不同，可以生成两种盐，如向澄清的石灰水中通入 CO2、SO 2都能使石灰水变浑浊，当 CO2、SO 2过量时，又变澄清，所以在检验 CO2时要排除 SO2的干扰。5.和盐反应，需注意弱酸不能制强酸的原则。如将 SO2、CO 2通入 BaCl2、Ba(NO 3)2溶液中时，CO 2均不能反应生成沉淀。SO 2和 BaCl2不反应，此点与 CO2相同，但能和 Ba(NO3)2溶液反应产生白色沉淀 BaSO4。原因是 SO2在溶液中生成 H2S
4、O3，使溶液呈酸性，NO 3 在酸性的条件下具有强氧化性，可将+4价的 S 氧化为+6价，从而反应生成 BaSO4沉淀。将 CO2和 SO2气体分别持续通入漂白粉溶液中，CO 2和 Ca(ClO)2反应，溶液先变浑浊后变澄清，而 SO2由于具有还原性，两者发生反应：2SO2 + Ca(ClO)2 + 2H2O = CaSO4+ 2HCl + H 2SO4 溶液变浑浊。三、漂白性SO2的漂白性表现在能跟某些有色物质化合生成无色物质。与HClO、 Na2O2、 H2O2、O 3不同， SO2只能使某些有机有色质褪色（如品红） ，但并不能使所有的有色物质褪色。有时 SO2使有色物质的颜色褪去，但不一
5、定是表现了漂白性，也可能是还原性。1. SO2和氯水以及活性炭的漂白性的比较SO2 氯水 活性炭原理 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质氧化 将有色物质的分子吸附在其表面实质 非氧化还原反应 氧化还原反应 物理吸附效果 暂时性 永久性 暂时性范围可漂泊某些有色物质，不能使变红的石蕊试液褪色可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液先变红后褪色可吸附某些有色物质的分子2.SO2气体能使溴水的红棕色、酸性 KMnO4溶液的紫红色、Na 2O2的淡黄色褪去，但此时 SO2表现的是还原性，而不是漂白性：SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr5SO2 + 2KMnO4 + 2H2
6、O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4SO2 + Na2O2 = Na2SO4因此将实验室制取乙烯的烧瓶中产生的气体直接通入溴水（或酸性高锰酸钾溶液）中，溶液褪色，不能由此说明就是生成了乙烯，因制取乙烯时，常因温度高而使乙醇脱水炭化，C 和浓 H2SO4反应生成 CO2和 SO2，故检验乙烯时须将混合气先通过碱石灰（或 NaOH 溶液） ，除尽 SO2后，再进行乙烯的性质实验。3.漂白粉的漂白效果没有加和性，因此将 SO2和 Cl2按等物质的量混合后作用于潮湿的有色物质，将失去漂白性，原因是：SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4四、还原性SO2中 S
7、的化合价为+4价，从硫元素的化合价来看，既能表现氧化性，又能表现还原性。1.SO2能和众多的氧化性物质发生反应，如 NO2 +SO2 SO3 +NO，再如前述的溴水、高锰酸钾等，和 H2S 发生氧化还原反应如下：SO 2 + 2H2S = 3S+2H 2O 2.SO2具有还原性，H 2SO4（浓）具有强氧化性，但 H2SO4（浓）中的+6价 S 和 SO2中的+4 价 S 之间没有中间价态，它们不能发生反应，因此可以用浓 H2SO4干燥 SO2气体。3.SO2、H 2SO3亚硫酸盐中的 S 均呈+4价，但由于它们的聚集状态不同，单位体积中+4价 S 的数量不同，因此表现的还原性不同，还原性有强
8、到弱的顺序为：亚硫酸盐H 2SO3SO 2。如：2SO 2 + O2 2SO3、2Na 2SO3 + O2 = 2Na2SO4。五、环境污染SO2不是空气的组成成分，当人类的活动使空气的成分发生改变时，就发生了大气污染。SO 2对环境的破坏时十分严重的，如何消除污染，营造良好的生存环境，是人类面临的重大课题。1. 气态污染物的类别、来源、危害比较如下：2. 类别 来源 危害硫氧化物 矿物燃烧、火山爆发 酸雨碳氧化物 不完全燃烧、机动车排气 破坏血红蛋白氮氧化物 燃烧过程、细菌作用 形成光化学烟雾，温室效应，破坏臭氧层碳氢化合物 汽车尾气、有机物蒸发 形成光化学烟雾，温室效应卤素化合物 合成化学
9、品 温室效应，破坏臭氧层，人体氟危害悬浮颗粒物 矿物燃烧、工业废气等 影响呼吸系统2.城市空气质量日报的内容主要是非空气组成，如 SO2、氮氧化物和悬浮颗粒物等。综上所述，SO 2是中学化学里必须掌握的重要化合物，要求我们从结构、性质、用途等知识块清晰地加以辨析。六、链接高考【例题1】 （2011上海7）下列溶液中通入 SO2一定不会产生沉淀的是A Ba(OH)2 B Ba(NO3)2 C Na2S D BaCl2解析：A 生成 BaSO3沉淀；SO 2溶于水显酸性，被 Ba(NO3)2氧化生成硫酸，进而生成BaSO4沉淀；SO 2通入 Na2S 溶液中会生成单质 S 沉淀。答案：D【例题2】
10、 （2011山东高考28）研究 NO2、SO 2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。（1）NO 2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 。利用反应6NO2+ O2 7N5+ 12 H2O 也可处理 NO2。当转移1.2 mol 电子时，消耗的 NO2在标准状况下是 L。（2）已知：2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) H196.6 kJmol -12NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H113.0 kJmol -1则反应 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的 H _ kJmol-1。一定条件下，将 NO2与 SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列
11、能说明反应达到平衡状态的是 。a体系压强保持不变 b混合气体颜色保持不变cSO 3和 NO 的体积比保持不变 d每消耗1 mol SO 3的同时生成1 mol NO 2 测得上述反应平衡时 NO2与 NO2体积比为1:6，则平衡常数 K 。（3）CO 可用于合成甲醇，反应方程式为 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应 H 0（填“”或“ ”） 。实际生产条件控制在250、1.310 4kPa 左右，选择此压强的理由是 。解析：（1）NO 2与 H2O 反应的方程式为：3NO 2+H2O = 2HNO3+NO；6NO 2+8NH3
12、 = 7N2+12 H2O，当反应中有1 mol NO2参加反应时，共转移了 24 mol 电子，故转移1.2mol 电子时，消耗的 NO2为22.4L 6.72L。 （2）根据盖斯定律，将第二个放出颠倒过来，与第一个方程式相加得：2NO 2+2SO2=2SO3+2NO，H 83 6 kJmol-1，故NO2+SO2 SO3+NO，H 41.8 kJmol-1；本反应是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，故 a 不能说明反应已达到平衡状态；随着反应的进行，NO 2的浓度减小，颜色变浅，故 b 可以说明反应已达平衡；SO 3和 NO 都是生成物，比例保持1:1，故 c 不能作为平
13、衡状态的判断依据；d 中所述的两个速率都是逆反应速率，不能作为平衡状态的判断依据。NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)起始物质的体积 1a 2a 0 0转化物质的体积 x x x x平衡物质的体积 1ax 2ax x x则: ，故 x ，平衡时的体积分别为 、 、和 ，故平衡常数为。（3）由图可知，温度升高，CO 的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，H 0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择。因为在250时，压强为1.3104kPa 时，CO 的转化率已较大，再增大压强，CO 的转化率变化不大，没有必要再增大压强。答案：（1）3NO 2+ H2O = 2HNO3+ NO 6.72 （2）41.8 b 2.67或8/3 （3） 在250时，压强为1.310 4kPa 时，CO 的转化率已较高，再增大压强 CO 的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。
