Question

（2013?濟(jì)南二模）硫元素的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用．
（1）400℃，1.01×10⁵Pa下，容積為1.0L的密閉容器中充入0.5molSO₂，（g）和0.3molO₂ （g），發(fā)生2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ?mol^-1反應(yīng)中n（SO₃）和n（O₂）隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示．反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

160

；0到10min內(nèi)用SO₂：表示的平均反應(yīng)速率

0.04mol/（L?min）

．更具圖1中信息，判斷下列敘述中正確的是

AC

（填序號(hào)）．

A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大
B．c點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C．d點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)刻的c（O₂）相同
D．若500℃，1.01×10⁵Pa下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n（ SO₃）比圖中e點(diǎn)時(shí)刻的值大
（2）用NaOH溶液吸收工業(yè)廢氣中的SO₂，當(dāng)吸收液失去吸收能力時(shí)，25℃時(shí)測(cè)得溶液的pH=5.6，溶液中Na⁺，H⁺，SHO₃^-，SO₃^2-離子的濃度由大到小的順序是

c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）

（3）可通過電解法使（2）中的吸收液再生而循環(huán)利用（電極均為石墨電極），其工作示意圖如圖2：HSO3-在陽極室反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺

．陰極室的產(chǎn)物

H₂、NaOH

．

Answer 1

分析：（1）由圖1可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量為0.4mol，則三氧化硫的平衡濃度為

0.4mol

1L

=0.4mol/L，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（SO₃）再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（SO₂）；
A、濃度越大反應(yīng)速率越快；
B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)未到達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行；
C．d、e兩點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，氧氣的濃度相等；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量減��；
（2）吸收液失去吸收能力時(shí)，溶液中溶質(zhì)為NaHSO₃，此時(shí)溶液的pH=5.6，說明HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，電離與水解程度不大，HSO₃^-的濃度遠(yuǎn)大于SO₃^2-，同時(shí)溶液中存在水的電離，故溶液中c（H⁺）＞c（SO₃^2-）；
（3）電解NaHSO₃溶液實(shí)質(zhì)是電解水，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極上水放電生成氧氣，生成的氧氣將HSO₃^-氧化為硫酸根，同時(shí)生成氫離子，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣、同時(shí)生成NaOH．

解答：解：（1）由圖1可知，10min到達(dá)平衡，平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量為0.4mol，則三氧化硫的平衡濃度為

0.4mol

1L

=0.4mol/L，則：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始（mol/L）：0.5      0.3      0
變化（mol/L）：0.4      0.2      0.4
平衡（mol/L）：0.1      0.1      0.4
故平衡常數(shù)k=

0．42

0．12×0.1

=160，
故v（SO₃）=

0.4mol/L

10min

=0.04mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（SO₂）v（SO₃）=0.04mol/（L?min）；
A．反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，故a點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大，故A正確；
B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)未到達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；
C．d、e兩點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，溫度相同，氧氣的濃度相等，故C正確；
D．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量減小，故D錯(cuò)誤；
故答案為：160；0.04mol/（L?min）；AC；
（2）吸收液失去吸收能力時(shí)，溶液中溶質(zhì)為NaHSO₃，此時(shí)溶液的pH=5.6，說明HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，電離與水解程度不大，故c（Na⁺）＞c（HSO₃^-），HSO₃^-的濃度遠(yuǎn)大于SO₃^2-，同時(shí)溶液中存在水的電離，故溶液中c（H⁺）＞c（SO₃^2-），故溶液中離子濃度c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）；
（3）電解NaHSO₃溶液實(shí)質(zhì)是電解水，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極上水放電生成氧氣，生成的氧氣將HSO₃^-氧化為硫酸根，同時(shí)生成氫離子，電極反應(yīng)式為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣、同時(shí)生成NaOH，故答案為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺；H₂、NaOH．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡圖象、離子濃度大小比較、電解原理等，難度中等，注意理解（3）中電解發(fā)生反應(yīng)的原理．