Question

16．一定條件下，通過(guò)下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：
SO₂（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$2CO₂（g）+S（l）+Q （Q＞0）；完成下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$；2L容器中，10分鐘內(nèi)，氣體密度減小了8g/L，則CO的反應(yīng)速率是0.05mol/（L﹒min）．
（2）如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是bc．（選填編號(hào)）
a．減壓        b．增加SO₂的濃度      c．升溫        d．及時(shí)移走產(chǎn)物
（3）若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是BC．（選填編號(hào)）
A．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變
B．當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡
C．平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度可增大平衡常數(shù)
D．其他條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)熱效應(yīng)不同
硫酸工業(yè)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(wèn)題：
（4）該溶液中c（Na⁺）與 c（OH^-）之比為2×10⁵．
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）．
（5）如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別吸收SO₂，則理論吸收量由多到少的順序是B＞C=D＞A（用編號(hào)排序）
A．Na₂SO₃       B．Ba（NO₃）₂       C．Na₂S       D．酸性KMnO₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義書(shū)寫(xiě)表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$，根據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算速率；
（2）增大濃度、升高溫度、增大壓強(qiáng)、加入催化劑均能加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（3）A．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，故容器內(nèi)壓強(qiáng)始會(huì)減��；
B．溫度為變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡；
C．平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度平衡正向移動(dòng)，可增大平衡常數(shù)；
D．反應(yīng)熱效應(yīng)與催化劑無(wú)關(guān)；
（4）依據(jù)PH和離子積常數(shù)計(jì)算溶液中氫氧根離子濃度結(jié)合鈉離子濃度計(jì)算比值；依據(jù)溶液中質(zhì)子守恒分析書(shū)寫(xiě)離子濃度關(guān)系；
（5）依據(jù)選項(xiàng)中的溶液性質(zhì)和二氧化硫反應(yīng)的過(guò)程和化學(xué)方程式定量關(guān)系分析計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義書(shū)寫(xiě)表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$，2L容器中，10分鐘內(nèi)，氣體密度減小了8g/L，則減少的S為0.25mol/L，變化的CO的濃度為0.5mol/L，故CO的反應(yīng)速率是0.05mol/（L﹒min），故答案為：$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$；0.05mol/（L﹒min）；
（2）a．減壓，減小速率，故錯(cuò)誤；        
b．增加SO₂的濃度，加快反應(yīng)速率，故正確；      
c．升溫，加快反應(yīng)速率，故正確；        
d．及時(shí)移走產(chǎn)物，相對(duì)于減小濃度，減小反應(yīng)速率，故錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（3）若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行，SO₂（g）+2CO（g）$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2CO₂（g）+S（l）+Q （Q＞0），
A．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，故容器內(nèi)壓強(qiáng)始會(huì)減小，故錯(cuò)誤；
B．溫度為變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不再變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡，故正確；
C．平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度平衡正向移動(dòng)，可增大平衡常數(shù)，故正確；
D．反應(yīng)熱效應(yīng)與催化劑無(wú)關(guān)，故錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（4）常溫下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其pH約為8，亞硫酸根離子水解溶液呈堿性；該溶液中c（Na⁺）=0.2mol/L，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$=10^-6mol/L，該溶液中c（Na⁺）與c（OH^-）之比=10^-6mol/L：0.2mol/L=2×10⁵ ：1；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：2×10⁵；c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）；
（5）如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來(lái)吸收SO₂，
A．Na₂SO₃ 吸收二氧化硫發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃，1molNa₂SO₃ 最多吸收二氧化硫1mol；
B．Ba（NO₃）₂  吸收二氧化硫反應(yīng)化學(xué)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(yīng)為：2Na₂S+5SO₂+2H₂O=4NaHSO₃+3S↓，1mol2Na₂S最多反應(yīng)二氧化硫2.5mol；
D．酸性KMnO₄溶液吸收二氧化硫的反應(yīng)2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，1molKMnO₄最多反應(yīng)二氧化硫2.5mol；
計(jì)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(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、鹽類(lèi)水解分析應(yīng)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(yīng)用，注意吸收二氧化硫的最大量反應(yīng)判斷，題目難度較大．