Question

工業(yè)制硫酸的過程中利用反應(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)回答下列問題：
（1）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂發(fā)生反應(yīng)，則下列說法正確的是______．
A．若反應(yīng)速率v（SO₂）﹦v（SO₃），則可以說明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
B．保持溫度和容器體積不變，充入2molN₂，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．平衡后升高溫度，平衡常數(shù)K增大
F．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)各組分濃度均比原平衡時(shí)的濃度大
（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)得到如下表中的兩組數(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______，表中y﹦______．
②T₁______T₂，（選填“＞”、“＜”或“=”），實(shí)驗(yàn)2中達(dá)平衡時(shí)O₂的轉(zhuǎn)化率為______．
（3）尾氣SO₂用NaOH溶液吸收后會(huì)生成Na₂SO₃．現(xiàn)有常溫下0.1mol/LNa₂SO₃溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其pH約為8，完成下列問題：
①該溶液中c（Na⁺）與c（OH^-）之比為______．
②該溶液中c（OH^-）=c（H⁺）+______+______（用溶液中所含微粒的濃度表示）．
③當(dāng)向該溶液中加入少量NaOH固體時(shí)，c（SO₃^2-）______，水的離子積K_w______．（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來吸收SO₂，則理論吸收量由多到少的順序是______．
A．Na₂CO₃B．Ba（NO₃）₂C．Na₂SD．酸性KMnO₄．

Answer 1

（1）A、當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，才能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但反應(yīng)速率v（SO₂）﹦v（SO₃），未強(qiáng)調(diào)反應(yīng)方向，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)影響反應(yīng)速率的影響因素，增加反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率才能加快，但充入2molN₂，對(duì)于該反應(yīng)相當(dāng)于惰性氣體，反應(yīng)物的濃度不變，反應(yīng)速率不變，B錯(cuò)誤；
C、平衡后僅增大反應(yīng)物濃度，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，平衡一定右移，但各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定都增大，例如：增大SO₂的濃度，O₂的轉(zhuǎn)化率增大，而SO₂的轉(zhuǎn)化率減小；C錯(cuò)誤；
D、平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體，即增大壓強(qiáng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以，平衡時(shí)SO₂、O₂的百分含量減小，SO₃的百分含量增大，D正確；
E、平衡常數(shù)K=

c2(SO2)c(O2)

c2(SO3)

，平衡后升高溫度，平衡向吸熱方向（逆反應(yīng)）移動(dòng)，SO₂、O₂的濃度增大，SO₃的濃度減小，平衡常數(shù)K減小，E錯(cuò)誤；
F、原平衡中充入2molSO₂和1molO₂，等效于充入2molSO₃，保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2mol SO₃，即增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物濃度比原平衡時(shí)的濃度大，壓縮體積時(shí)，濃度已是原平衡的2倍，雖然平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但因?yàn)橥饨缫蛩乇绕胶庖苿?dòng)對(duì)平衡的影響更大，所以，反應(yīng)物的濃度仍然增大．因此，再次平衡時(shí)各組分濃度均比原平衡時(shí)的濃度大，故F正確．
故選：DF．
（2）①由表中數(shù)據(jù)，v（O₂）=

2mol-0.8mol 2L

6min

=0.1 mol?L^-1?min^-1
根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（SO₂）=2v（O₂）=0.2mol?L^-1?min^-1
實(shí)驗(yàn)2中，n（SO₂）_參加?（4-0.4）mol=3.6mol
n（O₂）_消耗=0.5n（SO₂）=1.8mol
平衡時(shí)n（O₂）=（2-1.8）mol=0.2mol
故答案為：0.2mol?L^-1?min^-1 ；0.2mol；
②平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)1中n（O₂）=0.8mol 實(shí)驗(yàn)2中n（O₂）=0.2mol，而開始時(shí)反應(yīng)物的起始量相等，實(shí)驗(yàn)1到實(shí)驗(yàn)2的過程，相當(dāng)于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，降溫能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即T₁＞T₂；
實(shí)驗(yàn)2中達(dá)平衡時(shí) O₂的轉(zhuǎn)化率=n（O₂）_消耗÷n（O₂）_起始×100%=1.8mol÷2mol×100%=90%
故答案為：＞；90%；
（3）∵pH=8
∴c（OH^-）=10^-14÷10^-8=10^-6mol?L^-1而c（Na⁺）=2×c（Na₂SO₃）=2×0.1mol?L^-1=0.2mol?L^-1
∴c（Na⁺）：c（OH^-）=0.2mol?L^-1÷10^-6mol?L^-1=2×10⁵
故答案為：2×10⁵；
②溶液中存在物料守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃），故答案為：c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）；
③Na₂SO₃溶液中存在水解平衡：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-根據(jù)水解平衡移動(dòng)原理，加入少量NaOH固體，增大了c（OH^-），平衡向逆方向移動(dòng)，c（SO₃^2-）增大水的離子積K_w只受溫度影響，由于溫度不變，所以K_w不變，
故答案為：增大；不變；
（4）假設(shè)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為1mol，則
A中：Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂
1mol 1mol
B中：2Ba（NO₃）₂+3SO₂+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO+4HNO₃（SO₂溶于水后顯酸性，酸性條件下會(huì)被NO₃-氧化成SO₄^2-，再和Ba₂⁺生成沉淀）
1mol 1.5mol
C中：Na₂S+2SO₂+H₂O=H₂S+2NaHSO₃
1mol 2mol
2H₂S+SO₂=3S+2H₂O
1mol 0.5mol
所以1mol 的Na₂S最終可吸收2.5molSO₂
D中：2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄
1mol 2.5mol
故答案為：B＞C=D＞A．