Question

【題目】C、S和Cl元素的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關(guān)注。請回答下列問題：

（1）已知：I.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1) ===2H2SO4(aq) △H1；

Ⅱ.Cl2(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq) △H2；

Ⅲ.2HClO(aq) ===2HCl(aq)+O2(g) △H3

SO2(g)+Cl2(g)+2H2 O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq) △H4=____________________(用含有△H1、△H2和△H3的代數(shù)式表示)。

（2）25℃時(shí)，H2SO3溶液中各含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的變化關(guān)系如圖甲所示。

已知25℃時(shí)，NaHSO3的水溶液pH＜7，用圖中的數(shù)據(jù)通過計(jì)算解釋原因 ____________________。

（3）NaClO2是一種綠色消毒劑和漂白劑，工業(yè)上采用電解法制備 NaClO2的原理如圖乙所示。

①交換膜應(yīng)選用____________________(填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)

②陽極的電極反應(yīng)式為________________________________________。

（4）一定溫度下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol，若反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)達(dá)平衡，測得CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.5，則前20min的反應(yīng)速率v(CO)= _________，該溫度下反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=____________（L·mol-1）

（5）在不同條件下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖（I）所示：

①圖（I）中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，v(CO)最大的為___________（填序號）

②與實(shí)驗(yàn)a相比，c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是_________________。

Answer 1

【答案】（△H1+2△H2+△H3）/2 由圖中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出Ka2(H2SO3)=10－7.2 ，Ka1(H2SO3) =10－1.9，所以HSO3—的水解常數(shù)是10－12.1，HSO3—電離程度大于水解程度，溶液顯酸性 陽離子交換膜 2Cl—--2e-=Cl2↑ 0.03mol·L-1·min-1 11.25 b 升高溫度

【解析】

（1）利用蓋斯定律同向相加，異向相減的原則計(jì)算；

（2）根據(jù)圖像計(jì)算亞硫酸氫根離子的電離常數(shù)和水解常數(shù)，進(jìn)行比較確定酸堿性；

（3）仔細(xì)分析圖像中的反應(yīng)物和產(chǎn)物即可確定離子交換膜和電極反應(yīng)式；

（4）利用三行式法進(jìn)行計(jì)算；

（5）通過起點(diǎn)和斜率即可判斷；

（1）利用蓋斯定律同向相加，異向相減的原則計(jì)算△H4=（△H1+2△H2+△H3）/2；

正確答案：（△H1+2△H2+△H3）/2。

（2）根據(jù)圖像PH=1.9的交點(diǎn)計(jì)算水解常數(shù)Ka1(H2SO3)==10－1.9,Kh=Kw/ Ka1(H2SO3)= 10－12.1,根據(jù)PH=7.2的交點(diǎn)計(jì)算Ka2==C（H+）=10-7.2 ，由于Kh＜Ka2,所以亞硫酸氫根離子電離程度大于水解程度,NaHSO3的水溶液pH＜7。

正確答案：由圖中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出Ka2(H2SO3)=10－7.2 ，Ka1(H2SO3) =10－1.9，所以HSO3—的水解常數(shù)是10－12.1，HSO3—電離程度大于水解程度，溶液顯酸性。

（3）仔細(xì)分析圖像中的反應(yīng)物和產(chǎn)物，可以看出左側(cè)由ClO2制備NaClO2，需要Na+從右側(cè)到左側(cè)，所以判定為陽離子交換膜，根據(jù)Na+的移動方向可知左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽極，寫出陽極電極反應(yīng)式2Cl—-2e-=Cl2↑；

正確答案：陽離子交換膜 2Cl—-2e-=Cl2↑。

（4） 2CO(g)+ SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol

C（初） 1 0.5 0

△C x x/2 x

C（平） 1-x 0.5（1-x） x

根據(jù)題干可知0.5=，計(jì)算得出x=0.6

v(CO)===0.03mol·L-1·min-1，k===11.25；

正確答案：0.03mol·L-1·min-1 11.25。

（5）①根據(jù)斜率可以看出b線單位時(shí)間內(nèi)變化最快，所以圖（I）中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，v(CO)最大的為b；

②根據(jù)PV=nRT，可知n，V相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，溫度越高，所以與實(shí)驗(yàn)a相比，c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是升高溫度；

正確答案：①b；②升高溫度。