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=+97.3kJ?mol^-1
某溫度時向體積為1L的恒容密閉容器中充入0.20mol SO₂Cl₂，達到平衡時，容器中含0.18mol SO₂，則此過程反應吸收的熱量為

 

kJ，該溫度時反應的平衡常數(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：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ?mol^-1
400℃，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）隨時間的變化曲線如圖所示．
①0～20min反應的平均速率υ（O₂）=

 

．
②下列敘述正確的是

 

．
a．A點υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂）
b．B點處于平衡狀態(tài)
c．C點和D點n（SO₂）相同
d．其它條件不變，500℃時反應達平衡，n（SO₃）比圖中D點的值大
（3）工業(yè)上用Na₂SO₃溶液吸收煙氣中的SO₂．將煙氣通入1.0mol?L^-1的Na₂SO₃溶液，當溶液pH約為6時，Na₂SO₃溶液吸收SO₂的能力顯著下降，應更換吸收劑．此時溶液中c（SO₃^2-）的濃度是0.2mol?L^-1，則溶液中c（HSO₃^-）是

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)二氧化硫和反應熱之間的關系式計算放出的熱量；化學平衡常數(shù)K=

c(Cl2)．c(SO2)

c(SO2Cl2)

；根據(jù)硫原子守恒計算生成硫酸鋇的質(zhì)量；
（2）①先計算三氧化硫的反應速率，再根據(jù)同一可逆反應、同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算υ（O₂）；
②a．A點平衡向正反應方向移動，正反應速率大于逆反應速率；
b．B點不是平衡狀態(tài)；
c．C點和D點處于平衡狀態(tài)；
d．其它條件不變，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則n（SO₃）比圖中D點的值��；
（3）結(jié)合Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃分析離子濃度，溶液pH約為6時，吸收SO₂的能力顯著下降，溶質(zhì)為NaHSO₃，則電離大于其水解．

解答： 解：（1）根據(jù)二氧化硫和反應熱之間的關系式得吸收的熱量=

97.3kJ

1mol

×0.18mol=17.5kJ；
c（SO₂）=c（Cl₂）=

0.18mol

1L

=0.18mol/L、c（SO₂Cl₂）=

0.20mol-0.18mol

1L

=0.02mol/L、
化學平衡常數(shù)K=

c(Cl2)．c(SO2)

c(SO2Cl2)

=

0.18×0.18

0.02

=1.62；
根據(jù)硫原子守恒計算生成硫酸鋇的質(zhì)量，則m（BaSO₄）=n（BaSO₄）M（BaSO₄）=n（SO₂）M（BaSO₄）=0.2mol×233g/mol=46.6g，
故答案為：17.5；1.62；46.6g；
（2）①υ（SO₃）=

△n V

△t

=

1.6mol 2L

20min

=0.04mol/（L．min），同一可逆反應中同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以υ（O₂）=

1

2

υ（SO₃）=0.02mol/（L．min），
故答案為：0.02mol/（L．min）；
②a．A點平衡向正反應方向移動，說明正反應速率大于逆反應速率，即A點υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂），故正確；
b．B點還能繼續(xù)向正反應方向移動，說明B點不是平衡狀態(tài)，故錯誤；
c．C點和D點各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，說明C和D點處于平衡狀態(tài)，故正確；
d．其它條件不變，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則平衡時n（SO₃）減小，所以n（SO₃）比圖中D點的值小，故錯誤；
故選ac；
（3）由Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃，c（SO₃^2-）的濃度是0.2mol?L^-1，則反應的Na₂SO₃溶液為1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由反應中的物質(zhì)的量關系可知，生成的c（HSO₃^-）為0.8mol/L×2=1.6mol/L，故答案為：1.6．

點評：本題考查了化學平衡的有關知識，涉及化學平衡狀態(tài)的判斷、反應速率的計算、平衡常數(shù)的計算等知識點，根據(jù)平衡狀態(tài)判斷的依據(jù)、反應速率公式、平衡常數(shù)公式等知識點來分析解答，易錯選項是（1）中硫酸鋇質(zhì)量的計算，很多同學往往只根據(jù)二氧化硫的量計算硫酸鋇而導致錯誤，為易錯點．