Question

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× Pa下，容積為1．0L的密閉容器中充入0.5molSO₂, (g)和0.3 molO₂ (g)，發(fā)生反應(yīng)2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)  △H＝－198kJ/mol。反應(yīng)中n(SO₃)和n(O₂)隨時(shí)間變化的關(guān)系如右圖所示。反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_______；0到10 min內(nèi)用SO₂表示的平均反應(yīng)速率_________。根據(jù)圖中信息，判斷下列敘述中正確的是_____（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5 00℃，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^＋, HSO₃^－,SO₃^2－離子的濃度由大到小的順序是__________________。

（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），其工作示意圖如下：

HSO₃^－在陽(yáng)極室反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________________________，陰極室的產(chǎn)物_________________。

 

Answer 1

【答案】

（共12分）（1）（6分）160 （mol·L^-1）^-1（2分）； 0.04 mol·L^-1·min^-1（2分）；AC（2分）

（2）（2分）c(Na⁺)＞c(HSO₃^-)＞c(H⁺)＞c(SO₃^2-)

（3）（4分）HSO₃^-+H₂O－2e^－＝SO₄^2-+3H⁺ （2分）   H₂、NaOH（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量是0.4mol，其濃度是0.4mol/L，則

2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)

起始濃度（mol/L）   0.5      0.3       0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）   0.4     0.2        0.4

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）   0.1     0.1        0.4

所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝160

0到10 min內(nèi)用SO₂表示的平均反應(yīng)速率0.4mol/L÷10min＝0.04 mol·L^-1·min^-1。

A、a點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)物的濃度大于b點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)物的濃度，所以a點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大，A正確；

B、c點(diǎn)時(shí)刻正逆反應(yīng)速率不相等，所以反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，B不正確；

C、d點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)刻的平衡狀態(tài)都是相同的，所以c(O₂)相同，C正確；

    D、正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以若5 00℃，1.01×10⁵Pa下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n( SO₃) 比圖中e點(diǎn)時(shí)刻的值小，D不正確，答案選AC。

（2）當(dāng)吸收液失去吸收能力時(shí)，反應(yīng)中生成亞硫酸氫鈉。25℃時(shí)測(cè)得溶液的pH＝5.6，這說明HSO₃^－的電離程度大于HSO₃^－的水解程度，所以溶液中Na^＋,H^＋, HSO₃^－,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）電解池陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。所以HSO₃^－在陽(yáng)極室反應(yīng)的電極反應(yīng)式為HSO₃^-+H₂O－2e^－＝SO₄^2-+3H⁺。陰極是溶液中的氫離子得到電子，生成氫氣，同時(shí)破壞陰極周圍水的電離平衡，所以陰極產(chǎn)物是氫氣和氫氧化鈉。

考點(diǎn)：考查電離平衡常數(shù)和反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算；平衡狀態(tài)以及外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響；溶液中離子濃度大小比較以及電化學(xué)原理的有關(guān)判斷和應(yīng)用等