Question

20．研究硫及其化合物性質有重要意義．
（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^-1．
（2）硫酸工業(yè)生產中涉及反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．
向2L的容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，SO₂的平衡轉化率與溫度的關系如右圖所示．
T₁溫度下，反應進行到狀態(tài)D時，v（正）＞v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
溫度為T₁時，反應的平衡常數K=1620．
若在T₃溫度時，達平衡時測得反應放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂并使之重新達到平衡，測得又放出熱量Q₂．則下列說法正確的是c．（填序號字母）
a．容器的壓強增大為原來的兩倍        b．Q₂一定等于Q₁
c．新平衡時SO₂的轉化率一定大于80%  d．T₃時的平衡常數大于T₁時的平衡常數
（3）為了驗證SO₂既具有還原性又具有酸性氧化物的性質，下列試劑中能選取的合適實驗試劑依次是d，b（填序號字母）．
a．品紅溶液　     b．澄清的石灰水       c．燒堿溶液  d．溴水
（4）實驗室存放的Na₂SO₃溶液容易變質，請完成下列檢驗，該Na₂SO₃溶液是否變質的實驗報告：
①步驟一：用試管取適量的待測溶液；
②步驟二：向所取溶液中加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液；
③實驗現象及對應結論：若出現白色沉淀，則Na₂SO₃溶液變質，若不出現白色沉淀，則Na₂SO₃溶液未變質．

Answer 1

分析 （2））狀態(tài)D時的SO₂的轉化率為80%，未達到90%，反應向正反應進行；
根據SO₃平衡時的濃度，利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數計算；
在T₃溫度時，達平衡時測得反應放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應方向移動，放出的熱量增大，等效為增大壓強，平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率增大．平衡常數只與溫度有關，由圖可知，溫度越高SO₂的轉化率越小，即升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數降低；
（3）選擇由氧化性的試劑，檢驗二氧化硫的還原性，且現象明顯；
選擇堿溶液，檢驗二氧化硫是酸性氧化物，且現象明顯；
（4）Na₂SO₃溶液變質，會有Na₂SO₄生成，取少許溶液加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，通過觀察是否有白色沉淀生成確定是否變質．

解答 解：（2）狀態(tài)D時的SO₂的轉化率為80%，未達到90%，反應向正反應進行，v_正＞v_逆；
T₁溫度下，反應達到平衡狀態(tài)，SO₂的轉化率為90%，則SO₂的濃度變化為1mol/L×90%=0.9mol•L^-1，
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．     
開始（mol/L）：1       0.5        0
變化（mol/L）：0.9     0.45      0.9
平衡（mol/L）：0.1     0.05      0.9
所以該溫度下平衡常數K=$\frac{0．{9}^{2}}{0．{1}^{2}×0.05}$=1620；
在T₃溫度時，達平衡時測得反應放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應方向移動，放出的熱量增大，等效為增大壓強，平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率增大，故容器內壓強小于原來的2倍，放出的熱量Q₂＞Q₁，故ab錯誤，c正確；平衡常數只與溫度有關，由圖可知，溫度越高SO₂的轉化率越小，即升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數降低，故d錯誤；
故答案為：＞；1620；c；
（3）溴水檢驗強氧化性，氧化二氧化硫，溶液顏色褪去，可以用溴水驗證二氧化硫的還原性；
二氧化硫與氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液都放出反應生成亞硫酸鹽與水，亞硫酸鈉溶于水，亞硫酸鈣為白色沉淀，故二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應選項不明顯，可以用氫氧化鈣溶液驗證SO₂具有酸性氧化物的性質，
故答案為：d；b；
檢驗二氧化硫是酸性氧化物，且現象明顯；
（4）Na₂SO₃溶液變質，會有Na₂SO₄生成，取少許溶液加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若出現白色沉淀，則Na₂SO₃溶液變質，若不出現白色沉淀，則Na₂SO₃溶液未變質，
故答案為：加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液；若出現白色沉淀，則Na₂SO₃溶液變質，若不出現白色沉淀，則Na₂SO₃溶液未變質．

點評 本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，涉及化學平衡圖象與影響因素、化學平衡常數計算、硫化合物的性質、實驗方案設計等，題目較為綜合，是對知識的綜合利用，（2）中注意利用等效平衡分析，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能理解及化學計算能力．