Question

【題目】硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來(lái)，但產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：

①CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ·mol-1

②1/4CaSO4(s)+CO(g)=1/4CaS(s)+CO2(g) △H=-47.3kJ·mol-1

反應(yīng)：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)=CaS(s)+3CO2(g) △H=_____________kJ·mol-1

（2）下圖為密閉容器中H2S氣體分解生產(chǎn)H2和S2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。

該反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K(T1) ____K(T2)（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____。用各物質(zhì)的平衡分壓代替平衡濃度表示反應(yīng)的平衡常數(shù)，記為Kp，計(jì)算該反應(yīng)在T1溫度下的Kp=_________（用p1表示）。

（3）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)△H＜0。據(jù)下圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是________________（用文字表達(dá)）；10min到15min的曲線變化的原因可能是________（填寫(xiě)編號(hào)）。

a.加了催化劑 b.縮小容器體積

c.降低溫度 d.增加SO2的物質(zhì)的量

（4）煙氣中SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，該溶液中c(Na+)=__________________（用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】-399.7 < 在同一壓強(qiáng)下，T2溫度下H2S的轉(zhuǎn)化率更大，說(shuō)明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大 0.2p1或1/5p1 增大氧氣的濃度（或充入氧氣） ab 2c（SO32-）+c（HSO3-）

【解析】

試題本題考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡圖像的分析，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，溶液中粒子濃度的關(guān)系。

（1）應(yīng)用蓋斯定律，②4-①得CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）=CaS（s）+3CO2（g）ΔH=（-47.3kJ/mol）4-（+210.5kJ/mol）=-399.7kJ/mol。

（2）任取一曲線（壓強(qiáng)相同），由圖像可見(jiàn)升高溫度H2S的轉(zhuǎn)化率增大，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大，則K（T1）K（T2）。由圖可見(jiàn)T1、p1平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為50%，設(shè)H2S起始物質(zhì)的量為a，用三段式

2H2S（g）2H2（g）+S2（g）

n（起始）（mol） a 0 0

n（轉(zhuǎn)化）（mol） 0.5a 0.5a 0.25a

n（平衡）（mol） 0.5a 0.5a 0.25a

平衡時(shí)H2S、H2、S2（g）總物質(zhì)的量為1.25a，H2S、H2、S2（g）物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)依次為0.4、0.4、0.2，H2S、H2、S2（g）的平衡分壓依次為0.4p1、0.4 p1、0.2 p1，Kp=（0.4 p1）20.2 p1（0.4 p1）2=0.2p1。

（3）反應(yīng)進(jìn)行到15min達(dá)到平衡，反應(yīng)進(jìn)行至20min，O2物質(zhì)的量由0.08mol突然增大到0.12mol，即增大O2的濃度（或充入O2）。10min到15min中反應(yīng)速率加快，10min瞬間各物質(zhì)物質(zhì)的量不變，a，加入催化劑可加快反應(yīng)速率，a項(xiàng)可能；b，縮小容器體積可加快反應(yīng)速率，b項(xiàng)可能；c，降低溫度減慢反應(yīng)速率，c項(xiàng)不可能；d，增加SO2物質(zhì)的量，SO2物質(zhì)的量應(yīng)突然增大，d項(xiàng)不可能；答案選ab。

（4）Na2SO3和NaHSO3混合溶液中的電荷守恒為c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HSO3-）+2c（SO32-），溶液呈中性c（H+）=c（OH-），則c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）。