Question

硫的化合物在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮著重要作用。
（1）SO₂Cl₂常用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。已知：SO₂Cl₂(g)SO₂(g)＋Cl₂(g) △H＝＋97.3 kJ·mol^－1。某溫度時(shí)向體積為1 L的恒容密閉容器中充入0. 20mol SO₂Cl₂，達(dá)到平衡時(shí)，容器中含0.18mol SO₂，則此過程反應(yīng)吸收的熱量為_____ kJ，該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____。將上述所得混合氣體溶于足量BaCl₂溶液中，最終生成沉淀的質(zhì)量為_______。
（2）工業(yè)上制備硫酸的過程中存在反應(yīng)：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－198kJ·mol^－1，400℃，1.01×10⁵Pa，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO₂和O₂，n(SO₃)和n(O₂)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

①0～20min反應(yīng)的平均速率υ(O₂)＝___________。
②下列敘述正確的是              。
a．A點(diǎn)υ正(SO₂)＞υ逆(SO₂)
b．B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
c．C點(diǎn)和D點(diǎn)n(SO₂)相同
d．其它條件不變，500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，n(SO₃)比圖中D點(diǎn)的值大
（3）工業(yè)上用Na₂SO₃溶液吸收煙氣中的SO₂。將煙氣通入1.0 mol·L^－1的Na₂SO₃溶液，當(dāng)溶液pH約為6時(shí)，Na₂SO₃溶液吸收SO₂的能力顯著下降，應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c (SO₃^2－)的濃度是0.2 mol·L^－1，則溶液中c(HSO₃^－)是__mol·L^－1。

Answer 1

（1）17.5    1.62      46.6g
（2）0.02mol/(L·min)   ac
（3）1.6mol/L

（1）達(dá)到平衡時(shí)，容器中含0.18mol SO₂，則根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，此過程反應(yīng)吸收的熱量為97.3 kJ·mol^－1×0.18mol＝17.5kJ。根據(jù)方程式可知
SO₂Cl₂(g)SO₂(g)＋Cl₂(g)
起始濃度（mol/L）    0.20          0         0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）   0.18         0.18        0.18
平衡濃度（mol/L）   0.02         0.18        0.18
所以該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝1.62。
所得混合氣體溶于足量BaCl₂溶液中，發(fā)生反應(yīng)SO₂＋Cl₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HCl，所以促使平衡持續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此最終生成沉淀的物質(zhì)的量是0.20mol，則硫酸鋇的質(zhì)量為0.20mol×232g/mol＝46.6g。
（2）①根據(jù)圖像可知20min時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量是1.6mol，則消耗氧氣的物質(zhì)的量是0.8mol，濃度是0.4mol/L，所以0～20min反應(yīng)的平均速率υ(O₂)＝0.4mol/L÷20min＝0.02mol(L·min)；
②a．根據(jù)圖像可知A點(diǎn)反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則υ正(SO₂)＞υ逆(SO₂)，a正確；b．B點(diǎn)物質(zhì)的濃度仍然是變化的，反應(yīng)沒有處于平衡狀態(tài)，b不正確；c．C點(diǎn)和D點(diǎn)均是相同條件下的平衡狀態(tài)，因此n(SO₂)相同，c正確；d．正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，其它條件不變，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，n(SO₃)比圖中D點(diǎn)的值小，d不正確，答案選ac。
（3）溶液中c (SO₃^2－)的濃度是0.2 mol·L^－1，則消耗c (SO₃^2－)的濃度＝1.0mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，因此根據(jù)方程式SO₃^2－＋SO₂＋H₂O＝2HSO₃^－可知溶液c(HSO₃^－)＝0.8mol/L×2＝1.6mol/L