Question

【題目】研究大氣中含硫化合物（主要是SO2和H2S）的轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義．
（1）SO2的大量排放會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是 ， 潮濕條件下，寫出大氣中SO2轉(zhuǎn)化為HSO3﹣的方程式 ．
（2）土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO42﹣ ， 兩步反應(yīng)的能量變化示意圖1如下：
1mol H2S（g）全部氧化成SO42﹣（aq）的熱化學(xué)方程式為
（3）SO2是工業(yè)制硫酸的原料氣體之一，一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2 ， 發(fā)生反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表：

時(shí)間/min	n（SO2）/mol	n（O2）/mol
0	0.10	0.050
4	0.050	0.025
5	0.040
8		0.020

①反應(yīng)在0～4min內(nèi)的平均速率為v（SO2）=；
②此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= ，
③8min時(shí)，維持溫度不變，往反應(yīng)容器中再通入0.020mol SO2（g），0.010mol O2（g），重新達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中SO2的百分含量將（填“減小”，“增大”或“不變”）．（4）將H2S 和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖2所示：
①在溫度一定和不補(bǔ)加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分?jǐn)嚢瑁�欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，可采取的措施有 ．
②一般來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)大于105 ， 通常認(rèn)為反應(yīng)進(jìn)行得較完全；相反，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)小于10﹣5 ， 則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行．已知常溫下各物質(zhì)的溶度積及電離平衡常數(shù)：
CuS：Ksp=6.3×10﹣36；H2S：K a1=1.3×10﹣7 ， K a2=7.1×10﹣15 ，
通過(guò)計(jì)算說(shuō)明反應(yīng)CuS（s）+2H+ （aq）=Cu2+（aq）+H2S（aq）進(jìn)行的程度 ．

Answer 1

【答案】
（1）酸雨；SO2+H2O?H2SO3；H2SO3?H++HSO3﹣
（2）H2S（g）+2O2（g）=SO42﹣（aq）+2H+（aq）△H=﹣806.39kJ?mol﹣1
（3）6.25×10﹣3mol/（L?min）；225（mol/L）；減��；通入足量的空氣；反應(yīng)很難進(jìn)行
【解析】解：（1）SO2的大量排放會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是形成酸雨，二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸�物與水生成亞硫酸，亞硫酸為弱電解質(zhì)，部分電離產(chǎn)生氫離子與亞硫酸氫根離子，離子方程式：SO2+H2OH2SO3；H2SO3H++HSO3﹣ ，
所以答案是：酸雨；SO2+H2OH2SO3；H2SO3H++HSO3﹣；（2）由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為：H2S（g）+0.5O2（g）=S（s）+H2O（g）△H=﹣221.19 kJmol﹣1；
第二步反應(yīng)為：S（s）+1.5O2（g）+H2O（g）=2H+（aq）+SO42﹣（aq））△H=﹣585.20 kJmol﹣1；
依據(jù)蓋斯定律，第一步與第二步方程式相加得：H2S（g）+2O2（g）=SO42﹣（aq）+2H+（aq）△H=﹣806.39 kJmol﹣1；
所以答案是：H2S（g）+2O2（g）=SO42﹣（aq）+2H+（aq）△H=﹣806.39 kJmol﹣1 ；（3）①0﹣4min二氧化硫物質(zhì)的量變化為0.10mol﹣0.050mol=0.050mol，反應(yīng)速率v= =6.25×10﹣3mol/（Lmin），所以答案是：6.25×10﹣3mol/（Lmin）；
②結(jié)合圖表數(shù)據(jù)，5min時(shí)n（O2）= =0.03mol，剩余氧氣物質(zhì)的量=0.05mol﹣0.03mol=0.02mol，6min時(shí)氧氣物質(zhì)的量為0.02mol，說(shuō)明5分鐘反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度，5min時(shí)，

	2SO2（g）+	O2（g）		2SO3（g）
起始量（mol）	0.1	0.05		0
變化量（mol）	0.06	0.03		0.06
平衡量（mol）	0.04	0.02		0.06

平衡常數(shù)= = =225（mol/L）
所以答案是：225（mol/L）；
③8min時(shí)，維持溫度不變，往反應(yīng)容器中再通入0.020mol SO2（g），0.010mol O2（g），Qc= = =66.67＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行，平衡移動(dòng)程度小重新達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中SO2的百分含量將減小，所以答案是：減小；（4）①使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，則硫離子不能有剩余，硫離子完全被氧化為硫單質(zhì)，所以氧氣必須過(guò)量，采取的措施是：增大混合氣體中空氣的比例，通入足量的空氣，
所以答案是：通入足量的空氣；②反應(yīng)CuS（s）+2H+ （aq）=Cu2+（aq）+H2S（aq），反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = = =6.83×10﹣15＜10﹣5 ， 反應(yīng)很難進(jìn)行，
所以答案是：反應(yīng)很難進(jìn)行；