Question

14．工業(yè)制硫酸的過(guò)程中利用反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）；△H＜0，將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃，尾氣SO₂可用NaOH溶液進(jìn)行吸收．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2mol SO₂和1mol O₂發(fā)生反應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是DE
A．若反應(yīng)速率v（SO₂）﹦v（SO₃），則可以說(shuō)明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，化學(xué)反應(yīng)速率加快
C．平衡后僅增大反應(yīng)物濃度，則平衡一定右移，各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定都增大
D．平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體，平衡時(shí)SO₂、O₂的百分含量減小，SO₃的百分含量增大
E．保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2mol SO₃，再次平衡時(shí)SO₂的百分含量比原平衡時(shí)SO₂的百分含量小
F．平衡后升高溫度，平衡常數(shù)K增大
（2）將一定量的SO₂（g）和O₂（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)得到如表中的兩組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8	6
2	T2	4	2	0.4	y	9

①實(shí)驗(yàn)1從開(kāi)始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，v（SO₂）表示的反應(yīng)速率為0.2 mol•L^-1•min^-1；
②T₁＞T₂，（選填“＞”、“＜”或“=”），實(shí)驗(yàn)2中達(dá)平衡時(shí) O₂的轉(zhuǎn)化率為90%；
（3）尾氣SO₂用NaOH溶液吸收后會(huì)生成Na₂SO₃．現(xiàn)有常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其pH約為8，完成下列問(wèn)題：
①用離子方程式表示該溶液呈堿性的原因：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
②該溶液中c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）（用溶液中所含微粒的濃度表示）．
（4）如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來(lái)吸收SO₂，則理論吸收量由多到少的順序是B＞C=D＞A
A．Na₂CO₃        B．Ba（NO₃）₂            C．Na₂S                  D．酸性KMnO₄．

Answer 1

分析 （1）A．反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率相同說(shuō)明可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；
B．保持溫度和容器體積不變，加入與平衡無(wú)關(guān)的氣體，總壓增大，分壓不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變；
C．平衡后僅增大反應(yīng)物濃度，則平衡一定右移，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大，本身轉(zhuǎn)化率減�。�
D．平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，平衡時(shí)SO₂、O₂的百分含量減小，SO₃的百分含量增大；
E．保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2molSO₃，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行；
F．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡后升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)K減��；
（2）①分析圖表數(shù)據(jù)，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式，結(jié)合反應(yīng)速率概念計(jì)算；
②依據(jù)圖表數(shù)據(jù)列式計(jì)算分析，反應(yīng) 是放熱反應(yīng)，化學(xué)平衡隨溫度升高，平衡逆向進(jìn)行分析兩次實(shí)驗(yàn)的溫度；
依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算氧氣的轉(zhuǎn)化率；
（3）①常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其pH約為8，亞硫酸根離子水解溶液呈堿性；
②依據(jù)溶液中質(zhì)子守恒分析書(shū)寫(xiě)離子濃度關(guān)系；
（4）依據(jù)選項(xiàng)中的溶液性質(zhì)和二氧化硫反應(yīng)的過(guò)程和化學(xué)方程式定量關(guān)系分析計(jì)算．

解答 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）△H＜0，反應(yīng)是銅體積減小的放熱反應(yīng)，
A．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，是正反應(yīng)速率之比，反應(yīng)速率v（SO₂）=v（SO₃），不能說(shuō)明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，加入與平衡無(wú)關(guān)的氣體，總壓增大，分壓不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，故B錯(cuò)誤；
C．平衡后僅增大反應(yīng)物濃度，則平衡一定右移，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大，加入的物質(zhì)轉(zhuǎn)化率減小，故C錯(cuò)誤；
D．平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，平衡時(shí)SO₂、O₂的百分含量減小，SO₃的百分含量增大，故D正確；
E．保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2molSO₃，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，再次平衡時(shí)SO₂的百分含量比原平衡時(shí)SO₂的百分含量小，故E正確；
F．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡后升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)K減小，故F錯(cuò)誤；
故答案為：DE；
（2）①實(shí)驗(yàn)1從開(kāi)始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，
                     2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）；
起始量（mol） 4                2               0
變化量（mol） 2.4           1.2             2.4
平衡量（mol） x             0.8              2.4
v（SO₂）表示的反應(yīng)速率=$\frac{\frac{2.4mol}{2L}}{6min}$=0.2mol/L•min；
故答案為：0.2 mol•L^-1•min^-1；
②依據(jù)反應(yīng)起始量相同，達(dá)到平衡時(shí)氧氣物質(zhì)的量可知，實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)進(jìn)行的程度大，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，逆向進(jìn)行，所以溫度T₁＞T₂，實(shí)驗(yàn)2中達(dá)平衡時(shí) O₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.8mol}{2mol}$×100%=90%，故答案為：＞；90%；
（3））①常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其pH約為8，亞硫酸根離子水解溶液呈堿性，水解反應(yīng)方程式為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，故答案為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
②常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，該溶液中存在質(zhì)子守恒，c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃），故答案為：c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）；
（4）如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來(lái)吸收SO₂，則理論吸收量由多到少的順序是
A．Na₂CO₃ 吸收二氧化硫發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂↑，1molNa₂CO₃ 最多吸收二氧化硫2mol；
B．Ba（NO₃）₂ 吸收二氧化硫反應(yīng)化學(xué)方程式為Ba（NO₃）₂+3SO₂+2H₂O=BaSO₄↓+2H₂SO₄+2NO↑：1molBa（NO₃）₂最多吸收二氧化硫3mol；
C．Na₂S 吸收二氧化硫發(fā)生的反應(yīng)為：2Na₂S+5SO₂+2H₂O=4NaHSO₃+3S↓，1mol2Na₂S最多反應(yīng)二氧化硫2.5mol；
D．酸性KMnO₄溶液吸收二氧化硫的反應(yīng)2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，1molKMnO₄最多反應(yīng)二氧化硫2.5mol；
計(jì)算分析吸收二氧化硫理論吸收量由多到少的順序是B＞C=D＞A，
故答案為：B＞C=D＞A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素和平衡計(jì)算的分析判斷，鹽類水解分析應(yīng)用，電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較依據(jù)和方法，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，注意吸收二氧化硫的最大量反應(yīng)判斷，題目難度較大．