Question

研究硫及其化合物的性質(zhì)有重要意義。

（1）Cu₂S在高溫條件下發(fā)生如下反應：

2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g)    ⊿H=－773kJ/mol

當該反應有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時,反應釋放出的熱量為            kJ。

（2）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及反應：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。

①壓強：P₁                        P₂（填“＞”、“=”或“<”）。

②平衡常數(shù)：A點                B點（填“＞”、“=”或“<”）。

③200℃下，將一定量的SO₂和O₂充入體積不變的密閉容器中，經(jīng)10min后測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表所示:

氣體	SO2	O2	SO3
濃度（mol/L）	0.4	1.2	1.6

 

能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是                                   。

a．SO₂和O₂的體積比保持不變

b．體系的壓強保持不變

c．混合氣體的密度保持不變

d．SO₂和SO₃物質(zhì)的量之和保持不變

計算上述反應在0~10min內(nèi)，υ(O₂)=                              。

（3）一定溫度下，用水吸收SO₂氣體時，溶液中水的電離平衡              移動（填“向左”“向右”或“不”）；若得到pH=3的H₂SO₃溶液，試計算溶液中               。（已知該溫度下H₂SO₃的電離常數(shù)：K_a1=1.0×10^-2 mol/L，K_a2=6.0×10^-3 mol/L）

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）77.3（2分）

（2）①<（2分）   ② =（2分）   ③ a b（2分） 0.08mol·L^-1·min^-1（2分）

（3）向左 （2分）；或0.17（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)熱化學方程式2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g)    ⊿H=－773kJ/mol可知，每放出773kJ能量，反應中就轉(zhuǎn)移12mol電子（氧氣是氧化劑，1分子氧氣得到4個電子），所以當該反應有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時，反應釋放出的熱量為×773kJ/mol＝77.3kJ。

（2）①根據(jù)圖像可知，在溫度相同時，P₂曲線表示的SO₂轉(zhuǎn)化率大于P₁曲線表示的SO₂轉(zhuǎn)化率。由于正反應是體積減小的可逆反應，增大壓強平衡向正反應方向移動，SO₂轉(zhuǎn)化率增大，所以壓強是P₁＜P₂。

②對于特定的可逆反應，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，A、B兩點的溫度相同，所以兩點對應的平衡常數(shù)相等。

③在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應前SO₂和氧氣的（0.4+1.6）mol/L＝2.0mol/L和（1.2+1.6÷2）mol/L＝2.0mol/L，即反應物的起始濃度不是按照化學計量數(shù)之比沖入的，所以當SO₂和O₂的體積比保持不變時，可以說明反應調(diào)動平衡狀態(tài)，a正確；該反應是體積減小的可逆反應，所以容器內(nèi)氣體的壓強是減小的，因此當壓強不再發(fā)生變化時，可以說明達到平衡狀態(tài)，b正確；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中氣體的質(zhì)量和容積始終是不變的，因此密度始終是不變的，因此選項c不能說明；根據(jù)S原子守恒可知，SO₂和SO₃物質(zhì)的量之和始終保持不變，d不能說明，答案選ab。在0～10min內(nèi)，氧氣的濃度減少0.8mol/L，則υ(O₂)＝0.8mol/L÷10min＝0.08mol·L^-1·min^-1。

（3）SO₂溶于水生成亞硫酸，亞硫酸是酸，電離出氫離子，抑制水的電離，則溶液中水的電離平衡向左移動。根據(jù)亞硫酸的第二步電離方程式HSO₃^－＋H₂OSO₃^2－＋H^＋可知，K_a2＝，則＝＝＝或0.17。

考點：考查反應熱的計算、外界條件對平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)的應用、反應速率的計算。外界條件對水電離平衡的影響、電離常數(shù)的計算和應用