Question

硫的化合物在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮著重要作用。

（1）SO2Cl2常用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。已知：SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g)? △H＝＋97.3 kJ·mol－1。某溫度時(shí)向體積為1 L的恒容密閉容器中充入0. 20mol SO2Cl2，達(dá)到平衡時(shí)，容器中含0.18mol SO2，則此過程反應(yīng)吸收的熱量為_____kJ，該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____。將上述所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中，最終生成沉淀的質(zhì)量為_______。

（2）工業(yè)上制備硫酸的過程中存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－198kJ·mol－1400℃，1.01×105Pa，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO2和O2，n(SO3)和n(O2)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

①0～20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)＝___________。

②下列敘述正確的是???????? 。

a．A點(diǎn)υ正(SO2)＞υ逆(SO2)

b．B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)

c．C點(diǎn)和D點(diǎn)n(SO2)相同

d．其它條件不變，500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，n(SO3)比圖中D點(diǎn)的值大

（3）工業(yè)上用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2。將煙氣通入1.0 mol·L－1的Na2SO3溶液，當(dāng)溶液pH約為6時(shí)，Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降，應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c (SO32－)的濃度是0.2 mol·L－1，則溶液中c(HSO3－)是_________mol·L－1。

 

Answer 1

【答案】

（17分）（1）17.5（3分） 1.62（3分） 46.6g（3分）

（2）0.02mol(L·min) （3分） ac（2分）? （3）1.6mol/L（3分）

【解析】

試題分析：（1）達(dá)到平衡時(shí)，容器中含0.18mol SO2，則根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，此過程反應(yīng)吸收的熱量為97.3 kJ·mol－1×0.18mol＝17.5kJ。根據(jù)方程式可知

SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g)

起始濃度（mol/L）??? 0.20????????? 0?????? 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）?? 0.18???????? 0.18???? 0.18

平衡濃度（mol/L）?? 0.02???????? 0.18???? 0.18

所以該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝1.62。

所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中，發(fā)生反應(yīng)SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl，所以促使平衡持續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此最終生成沉淀的物質(zhì)的量是0.20mol，則硫酸鋇的質(zhì)量為0.20mol×232g/mol＝46.6g。

（2）①根據(jù)圖像可知20min時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量是1.6mol，則消耗氧氣的物質(zhì)的量是0.8mol，濃度是0.4mol/L，所以0～20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)＝0.4mol/L÷20min＝0.02mol(L·min)；

②a．根據(jù)圖像可知A點(diǎn)反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則υ正(SO2)＞υ逆(SO2)，a正確；b．B點(diǎn)物質(zhì)的濃度仍然是變化的，反應(yīng)沒有處于平衡狀態(tài)，b不正確；c．C點(diǎn)和D點(diǎn)均是相同條件下的平衡狀態(tài)，因此n(SO2)相同，c正確；d．正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，其它條件不變，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，n(SO3)比圖中D點(diǎn)的值小，d不正確，答案選ac。

（3）溶液中c (SO32－)的濃度是0.2 mol·L－1，則消耗c (SO32－)的濃度＝1.0mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，因此根據(jù)方程式SO32－＋SO2＋H2O＝2HSO3－可知溶液c(HSO3－)＝0.8mol/L×2＝1.6mol/L。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)熱、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算；外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及溶液中離子濃度和沉淀生成的有關(guān)計(jì)算