Question

【題目】火山爆發(fā)時(shí)會(huì)噴出SO2，SO2是大氣主要污染物之一，在工業(yè)中可用于制備硫酸。回答下列問題：

（1）SO2是_____(填“電解質(zhì)”或“非電解質(zhì)”)。

（2）Cu2S與O2反應(yīng)可生成SO2，已知：

Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJmol-1

Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJmol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJmol-1

寫出Cu2S與O2反應(yīng)生成CuO和SO2的熱化學(xué)方程式__________________________。

（3）硫酸工業(yè)中涉及反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=Q kJ·mol-1。一定條件下，在2L恒容密閉容器中，通入2molSO2和1molO2發(fā)生上述反應(yīng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系如圖所示。a點(diǎn)時(shí)此反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為_____。

關(guān)于該反應(yīng)，下列說法正確的是____。

A．容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡

B．相同時(shí)間內(nèi)生成2molSO2同時(shí)消耗1molO2，反應(yīng)達(dá)到平衡

C．Q大于0

D．相同溫度下，壓強(qiáng)越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率就越大，該反應(yīng)的平衡常數(shù)就越大

E．反應(yīng)達(dá)到平衡后保持溫度不變，再充入2molSO2和1molO2，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大

F．反應(yīng)達(dá)到平衡后保持溫度不變，再充入He(g)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大

（4）將SO2通入酸化的硝酸鋇溶液可生成硫酸鋇沉淀，25℃時(shí)，KSP(BaSO4)=1×10-10。KSP(BaCO3)=2.6×10-9。該溫度下，BaSO4和BaCO3沉淀共存的懸濁液中，=___。

（5）用如圖裝置回收SO2可制得硫酸，電極為惰性電極，a、b膜分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜。陽極的電極反應(yīng)為____。

Answer 1

【答案】非電解質(zhì) Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1 或0.15625 BE SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+

【解析】

（1）根據(jù)電解質(zhì)、非電解質(zhì)的定義判斷；

（2）根據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式進(jìn)行書寫；

（3）首先根據(jù)圖像確定二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率，再列出三段式，確定平衡時(shí)刻各物質(zhì)的濃度，進(jìn)而計(jì)算平衡常數(shù)；

A．用于判斷平衡狀態(tài)的量一定得是“變化的量”不變了，才可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

B. 反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的量保持不變，據(jù)此分析；

C．根據(jù)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行判斷；

D．根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行判斷，且平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；

E．根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行判斷；

F．恒溫恒容，向反應(yīng)體系中充入無關(guān)氣體時(shí)，正逆反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)；

（4）根據(jù)溶度積常數(shù)進(jìn)行計(jì)算；

（5）該裝置可回收SO2制得硫酸，硫酸在陽極生成，SO32-通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室，電極反應(yīng)式的書寫也要遵循得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒，據(jù)此寫出陽極的電極反應(yīng)式。

（1）電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕�合物，但一定是自身能電離出陰陽離子而導(dǎo)電，二氧化硫溶于水后，能導(dǎo)電，但陰陽離子不是其自身電離出來的，而是與水反應(yīng)生成的亞硫酸電離出來的，因此二氧化硫是非電解質(zhì)，亞硫酸是電解質(zhì)；

故答案為：非電解質(zhì)；

（2）反應(yīng)① Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJ·mol-1

反應(yīng)② Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJ·mol-1

反應(yīng)③ S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律可知，①×2-②×2+③可得

Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1；

故答案為：Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1；

（3）由圖像可知a點(diǎn)時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為20%，則SO2的轉(zhuǎn)化量為0.4mol，列出三段式：

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

起始(mol/L) 1mol/L 0.5mol/L 0

轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.2mol/L 0.1mol/L 0.2mol/L

平衡(mol/L) 0.8mol/L 0.4mol/L 0.2mol /L

則平衡常數(shù)為：；

故答案為：或0.15625；

A．容器為恒容密閉容器，混合氣體的總質(zhì)量不變，因此容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變，則容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化時(shí)，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B．相同時(shí)間內(nèi)生成2molSO2的同時(shí)生成1mol O2，若同時(shí)又消耗1molO2，那么O2的物質(zhì)的量保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；

C．由圖像可知，當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，升高溫度，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，即平衡逆向移動(dòng)，而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱较颍瑒tQ小于0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D．相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，而該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，因此，加壓該反應(yīng)正向移動(dòng)，則SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

E．恒溫恒容，反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入2molSO2和1molO2，與原平衡相比，新平衡同等程度改變反應(yīng)物的物質(zhì)的量，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，E項(xiàng)正確；

F．恒溫恒容，反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入He(g)，因?yàn)槿萜魅莘e不變，反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均不變，正逆反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率不變，F項(xiàng)錯(cuò)誤；

綜上所述，BE正確；

故答案為：BE；

（4）；

故答案為：；

（5）該裝置可回收SO2制得硫酸，硫酸在陽極生成，SO32-通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室，電極反應(yīng)式的書寫也要遵循得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒，陽極的電極反應(yīng)為SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；

故答案為：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+。