Question

8．研究硫酸工業(yè)原理及含硫化合物的性質(zhì)具有重要意義．
（1）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示，則：
①壓強(qiáng)：P₁＜P₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)：K（A）=K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③200℃時(shí)，將一定量的SO₂和O₂充入容積不變的密閉容器中，經(jīng)10min后測(cè)得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表所示：

氣體	SO2	O2	SO3
濃度（mol•L-1）	0.4	1.2	1.6

計(jì)算上述反應(yīng)在0～10min內(nèi)，v（O₂）=0.08mol•L^-1•min^-1mol•L^-1•min^-1．能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是d（填序號(hào)）．
a．v_正（O₂）=v_逆（SO₃）               b．SO₂和SO₃物質(zhì)的量之和保持不變
c．混合氣體的密度保持不變        d．體系的壓強(qiáng)保持不變
（2）Cu₂S在高溫條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ•mol^-1
當(dāng)該反應(yīng)有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，反應(yīng)釋放出的熱量為77.3kJ．
（3）某研究小組把鋼鐵中的硫轉(zhuǎn)化為H₂SO₃溶液，然后用標(biāo)準(zhǔn)濃度的I₂溶液進(jìn)行滴定，滴定中使用的指示劑為淀粉試液（寫名稱），滴定過(guò)程中c（SO₃^2-）減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）利用反應(yīng)2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄可以處理SO₂尾氣，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，其正極電極反應(yīng)式為4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖知，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大；
②化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；
③在0～10min內(nèi)，v（SO₃）=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16mol/（L•min），同一可逆反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，據(jù)此計(jì)算氧氣反應(yīng)速率；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變以及由此引起的一系列物理量不變；
（2）根據(jù)反應(yīng)熱和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（3）I₂溶液滴定管為酸式滴定管，因?yàn)镮₂遇到淀粉會(huì)變藍(lán)色，所以可以用淀粉溶液作指示劑；根據(jù)反應(yīng)H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-來(lái)解答；
（4）根據(jù)原電池原理，正極發(fā)生的是化合價(jià)降低得電子的還原反應(yīng)；

解答 解：（1）①根據(jù)圖知，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，相同溫度下，P₁ 時(shí)二氧化硫轉(zhuǎn)化率小于P₂時(shí)二氧化硫轉(zhuǎn)化率，則P₁＜P₂，故答案為：＜；
②化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，相同溫度下，所以A、B點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)相等，故答案為：=；
③在0～10min內(nèi)，v（SO₃）=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16mol/（L•min），同一可逆反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（SO₃）=$\frac{1}{2}$×0.16mol/（L•min）=0.08mol•L^-1•min^-1，
a．2v_正（O₂）=v_逆（SO₃），正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，SO₂和SO₃物質(zhì)的量之和始終保持不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變、容器體積不變，所以混合氣體的密度始終保持不變，則不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng)，當(dāng)體系的壓強(qiáng)保持不變，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：0.08mol•L^-1•min^-1；d；
（2）該反應(yīng)2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）中，當(dāng)轉(zhuǎn)移12mol電子時(shí)放出773kJ熱量，當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)放出熱量77.3kJ熱量；
故答案為：77.3；
（3）I₂溶液滴定管為酸式滴定管，因?yàn)镮₂遇到淀粉會(huì)變藍(lán)色，所以可以用淀粉溶液作指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色變化為無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色；
由反應(yīng)的離子方程式H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-可知c（SO₃^2-）減��；
故答案為：淀粉試液；減��；
（4）原電池正極發(fā)生的是化合價(jià)降低得電子的反應(yīng)，根據(jù)方程式可知是O₂得電子，另外，由于H₂SO₄存在，所以發(fā)生的O₂酸性條件下的電極反應(yīng)：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O；
故答案為：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、氧化還原反應(yīng)、圖象分析等知識(shí)點(diǎn)等，清楚發(fā)生的電極反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．