Question

含硫化合物在工業(yè)生產中有廣泛的用途．
（1）對于可逆反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，下列研究目的和圖示相符的是

 

（填序號）

序號	A	B	C	D
目的	壓強對平衡的影響	溫度對轉化率的影響	增加O2濃度對速率的影響	濃度對平衡常數(shù)的影響
圖示

（2）在500℃有催化劑存在的條件下，向容積為2L的甲乙兩個密閉容器中均充入2mol SO₂和1mol O₂．甲保持容積不變，乙保持壓強不變，充分反應后，均達平衡狀態(tài)，此時SO₃的體積分數(shù)甲

 

乙．（填“＞”“＜”或“=”）
（3）向2L的甲容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，測得SO₂的平衡轉化率與溫度的關系如圖所示．

Ⅰ．在T₁溫度下，反應進行到狀態(tài)D時，v_正

 

v_逆．（填“＞”“＜”或“=”）
Ⅱ．T₃溫度下，平衡時測得反應放出的熱量為Q₁，在相同溫度下若再向容器中通入2mol SO₂、1mol O₂，重新達到平衡，測得反應又放出熱量Q₂．則下列說法中正確的是

 

．（填序號）
A．相同溫度下新平衡時容器中的壓強是原平衡時的兩倍
B．Q₂一定大于Q₁
C．新平衡時SO₂的轉化率一定大于80%
（4）在甲容器中充入一定量的SO₂和1.100mol O₂，在催化劑作用下加熱，當氣體的物質的量減少0.315mol時反應達到平衡，此時測得氣體壓強為反應前的82.5%，則SO₂的轉化率為

 

．
（5）若用氫氧化鈉溶液吸收SO₂氣體恰好得到酸式鹽，已知該酸式鹽溶液呈弱酸性，則溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

．（用離子濃度符號表示）
（6）一定溫度下，用水吸收SO₂氣體，若得到pH=5的H₂SO₃溶液，則溶液中亞硫酸氫根離子和亞硫酸根離子的物質的量濃度之比為

 

．
（已知該溫度下H₂SO₃的電離常數(shù)：K_a1=1.0×10^-2mol/L，K_a2=6.0×10^-3mol/L）

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,轉化率隨溫度、壓強的變化曲線,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）對于可逆反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，應反應物氣體的計量數(shù)之和大于生成物氣體的化學計量數(shù)，增大壓強平衡向正反應方向移動，正反應為放熱反應，則升高溫度平衡向逆反應方向移動，加入催化劑，反應速率增大，但平衡不移動，如只增加氧氣的濃度，則正反應增大，且正反應速率大于逆反應速率，平衡向正反應方向移動，平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度變化；
（2）反應是氣體體積減小的放熱反應，甲為恒溫恒容容器，乙為恒溫恒壓容器，在反應達到平衡狀態(tài)乙容器中壓強大，平衡正向進行；
（3）Ⅰ、D狀態(tài)未達平衡，混合體系中SO₃的百分含量小于平衡時的，反應向正反應進行建立平衡；
Ⅱ、再加入2mol SO₂、1mol O₂，相當于增大壓強，平衡正向進行二氧化硫轉化率增大，放熱大于原來放熱的2倍；相同溫度下新平衡時容器中的壓強關系是氣體物質的量關系，新平衡狀態(tài)氣體物質的量比原來氣體物質的量的2倍��；
（4）令開始加入的SO₂為amol，利用壓強之比等于物質的量之比計算a的值，根據(jù)差量法計算參加反應的二氧化硫的物質的量，再根據(jù)轉化率定義計算；
（5）用氫氧化鈉溶液吸收SO₂氣體恰好得到酸式鹽，已知該酸式鹽溶液呈弱酸性，說明電離大于水解，據(jù)此書寫離子濃度大��；
（6）用水吸收SO₂氣體，若得到pH=5的H₂SO₃溶液，則溶液中亞硫酸氫根離子和亞硫酸根離子的物質的量濃度之比

c(HSO3-)

c(SO32-)

=

c(H+)

Ka2

．

解答： 解：（1）對于可逆反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應；
A．先拐先平，壓強大，P₁＞P₂，增大壓強，反應速率增大，到達平衡所用時間較少，二氧化硫轉化率增大，含量減小，但二氧化硫體積分數(shù)不為0，圖象不符合，故A錯誤；
B．正反應為放熱反應，則升高溫度平衡向逆反應方向移動，二氧化硫的轉化率降低，圖象不符，故B錯誤；
C．只增加氧氣的濃度，則正反應增大，且正反應速率大于逆反應速率，平衡向正反應方向移動，與圖象吻合，故C正確；
D．平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度變化，圖象不符，故D錯誤．
故選C；
（2）反應是氣體體積減小的放熱反應，甲為恒溫恒容容器，乙為恒溫恒壓容器，在反應達到平衡狀態(tài)乙容器中壓強大，平衡正向進行，三氧化硫含量乙中大；
故答案為：＜；
（3）Ⅰ、D狀態(tài)未達平衡，混合體系中SO₃的百分含量小于平衡時的，反應向正反應進行建立平衡，所以V_正＞V_逆，
故答案為：＞；
Ⅱ、再加入2mol SO₂、1mol O₂，相當于增大壓強，平衡正向進行；
A、相同溫度下新平衡時容器中的壓強關系是氣體物質的量關系，新平衡狀態(tài)氣體物質的量比原來氣體物質的量的2倍小，相同溫度下新平衡時容器中的壓強小于原平衡時的兩倍，故A錯誤；                         
B、二氧化硫轉化率增大，放熱大于原來放熱的2倍，故B正確； 
C、再加入2mol SO₂、1mol O₂，相當于增大壓強，平衡正向進行，新平衡時SO₂的轉化率一定大于80%，故C正確；
故答案為：BC；
（4）令開始加入的SO₂為amol，利用壓強之比等于物質的量之比，則：
（a+1.1）mol×82.5%=（a+1.1-0.315）mol，
解得a=0.7，
平衡時氣體的物質的量減少0.315mol，則：
   2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃    物質的量減少△n
    2                         1
    n（SO₂）                    0.315mol
所以n（SO₂）=2×0.315mol=0.63mol，
故二氧化硫的轉化率為

0.63mol

0.7mol

×100%=90%；
故答案為：90%；    
（5）用氫氧化鈉溶液吸收SO₂氣體恰好得到酸式鹽為NaHSO₃，已知該酸式鹽溶液呈弱酸性，說明電離大于水解，溶液中離子濃度大小為：c （Na⁺）＞c （HSO₃^-）＞c （H⁺）＞c （SO₃^2-）＞c （OH^-）；
故答案為：c （Na⁺）＞c （HSO₃^-）＞c （H⁺）＞c （SO₃^2-）＞c （OH^-）；
（6）一定溫度下，用水吸收SO₂氣體，若得到pH=5的H₂SO₃溶液，則溶液中亞硫酸氫根離子和亞硫酸根離子的物質的量濃度之比為：

c(HSO3-)

c(SO32-)

=

c(H+)

Ka2

=

10-5

6×10-3

=1.67×10^-3；
故答案為：1.67×10^-3．

點評：本題考查了化學平衡常數(shù)、化學平衡影響因素、化學平衡計算的分析判斷，電解質溶液中離子濃度大小比較方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．