Question

14．工業(yè)制硫酸的過程中利用反應2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）；△H＜0，將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃，尾氣SO₂可用NaOH溶液進行吸收．請回答下列問題：
（1）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2mol SO₂和1mol O₂發(fā)生反應，則下列說法正確的是DE
A．若反應速率v（SO₂）﹦v（SO₃），則可以說明該可逆反應已達到平衡狀態(tài)
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，化學反應速率加快
C．平衡后僅增大反應物濃度，則平衡一定右移，各反應物的轉(zhuǎn)化率一定都增大
D．平衡后移動活塞壓縮氣體，平衡時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SO₂的百分含量比原平衡時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，在不同溫度下進行反應得到如表中的兩組數(shù)據(jù)：

實驗編號	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8	6
2	T2	4	2	0.4	y	9

①實驗1從開始到反應達到化學平衡時，v（SO₂）表示的反應速率為0.2 mol•L^-1•min^-1；
②T₁＞T₂，（選填“＞”、“＜”或“=”），實驗2中達平衡時 O₂的轉(zhuǎn)化率為90%；
（3）尾氣SO₂用NaOH溶液吸收后會生成Na₂SO₃．現(xiàn)有常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實驗測定其pH約為8，完成下列問題：
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．反應中正逆反應速率相同說明可逆反應已達到平衡狀態(tài)；
B．保持溫度和容器體積不變，加入與平衡無關(guān)的氣體，總壓增大，分壓不變，化學反應速率不變；
C．平衡后僅增大反應物濃度，則平衡一定右移，另一種反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大，本身轉(zhuǎn)化率減��；
D．平衡后移動活塞壓縮氣體，壓強增大，平衡正向進行，平衡時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，相當于增大壓強，平衡正向進行；
F．反應是放熱反應，平衡后升高溫度，平衡逆向進行，平衡常數(shù)K減��；
（2）①分析圖表數(shù)據(jù)，依據(jù)化學平衡三段式列式，結(jié)合反應速率概念計算；
②依據(jù)圖表數(shù)據(jù)列式計算分析，反應 是放熱反應，化學平衡隨溫度升高，平衡逆向進行分析兩次實驗的溫度；
依據(jù)平衡三段式列式計算氧氣的轉(zhuǎn)化率；
（3）①常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實驗測定其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)子守恒分析書寫離子濃度關(guān)系；
（4）依據(jù)選項中的溶液性質(zhì)和二氧化硫反應的過程和化學方程式定量關(guān)系分析計算．

解答 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）△H＜0，反應是銅體積減小的放熱反應，
A．反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，是正反應速率之比，反應速率v（SO₂）=v（SO₃），不能說明該可逆反應已達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，加入與平衡無關(guān)的氣體，總壓增大，分壓不變，化學反應速率不變，故B錯誤；
C．平衡后僅增大反應物濃度，則平衡一定右移，另一種反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大，加入的物質(zhì)轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；
D．平衡后移動活塞壓縮氣體，壓強增大，平衡正向進行，平衡時SO₂、O₂的百分含量減小，SO₃的百分含量增大，故D正確；
E．保持溫度和容器體積不變，平衡后再充入2molSO₃，相當于增大壓強，平衡正向進行，再次平衡時SO₂的百分含量比原平衡時SO₂的百分含量小，故E正確；
F．反應是放熱反應，平衡后升高溫度，平衡逆向進行，平衡常數(shù)K減小，故F錯誤；
故答案為：DE；
（2）①實驗1從開始到反應達到化學平衡時，
                     2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{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}$=0.2mol/L•min；
故答案為：0.2 mol•L^-1•min^-1；
②依據(jù)反應起始量相同，達到平衡時氧氣物質(zhì)的量可知，實驗2反應進行的程度大，反應是放熱反應，溫度越高，平衡向吸熱反應方向進行，逆向進行，所以溫度T₁＞T₂，實驗2中達平衡時 O₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.8mol}{2mol}$×100%=90%，故答案為：＞；90%；
（3））①常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實驗測定其pH約為8，亞硫酸根離子水解溶液呈堿性，水解反應方程式為：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 吸收二氧化硫反應化學方程式為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)生的反應為：2Na₂S+5SO₂+2H₂O=4NaHSO₃+3S↓，1mol2Na₂S最多反應二氧化硫2.5mol；
D．酸性KMnO₄溶液吸收二氧化硫的反應2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，1molKMnO₄最多反應二氧化硫2.5mol；
計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．

點評 本題考查了化學平衡影響因素和平衡計算的分析判斷，鹽類水解分析應用，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)的理解應用，注意吸收二氧化硫的最大量反應判斷，題目難度較大．