Question

【题目】硫单质及其化合物在工农生产中有着重要的应用，请回答下列问题：

（1）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，相关的热化学方程式如下：

①CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ·mol-1

②1/4CaSO4(s)+CO(g)=1/4CaS(s)+CO2(g) △H=-47.3kJ·mol-1

反应：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)=CaS(s)+3CO2(g) △H=_____________kJ·mol-1

（2）下图为密闭容器中H2S气体分解生产H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。

该反应平衡常数的大小关系为K(T1) ____K(T2)（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____。用各物质的平衡分压代替平衡浓度表示反应的平衡常数，记为Kp，计算该反应在T1温度下的Kp=_________（用p1表示）。

（3）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)△H＜0。据下图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是________________（用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是________（填写编号）。

a.加了催化剂 b.缩小容器体积

c.降低温度 d.增加SO2的物质的量

（4）烟气中SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c(Na+)=__________________（用含硫微粒浓度的代数式表示）。

Answer 1

【答案】-399.7 < 在同一压强下，T2温度下H2S的转化率更大，说明升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大 0.2p1或1/5p1 增大氧气的浓度（或充入氧气） ab 2c（SO32-）+c（HSO3-）

【解析】

试题本题考查盖斯定律的应用，化学平衡图像的分析，化学平衡常数的计算，外界条件对化学平衡的影响，溶液中粒子浓度的关系。

（1）应用盖斯定律，②4-①得CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）=CaS（s）+3CO2（g）ΔH=（-47.3kJ/mol）4-（+210.5kJ/mol）=-399.7kJ/mol。

（2）任取一曲线（压强相同），由图像可见升高温度H2S的转化率增大，升高温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，则K（T1）K（T2）。由图可见T1、p1平衡时H2S的转化率为50%，设H2S起始物质的量为a，用三段式

2H2S（g）2H2（g）+S2（g）

n（起始）（mol） a 0 0

n（转化）（mol） 0.5a 0.5a 0.25a

n（平衡）（mol） 0.5a 0.5a 0.25a

平衡时H2S、H2、S2（g）总物质的量为1.25a，H2S、H2、S2（g）物质的量分数依次为0.4、0.4、0.2，H2S、H2、S2（g）的平衡分压依次为0.4p1、0.4 p1、0.2 p1，Kp=（0.4 p1）20.2 p1（0.4 p1）2=0.2p1。

（3）反应进行到15min达到平衡，反应进行至20min，O2物质的量由0.08mol突然增大到0.12mol，即增大O2的浓度（或充入O2）。10min到15min中反应速率加快，10min瞬间各物质物质的量不变，a，加入催化剂可加快反应速率，a项可能；b，缩小容器体积可加快反应速率，b项可能；c，降低温度减慢反应速率，c项不可能；d，增加SO2物质的量，SO2物质的量应突然增大，d项不可能；答案选ab。

（4）Na2SO3和NaHSO3混合溶液中的电荷守恒为c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HSO3-）+2c（SO32-），溶液呈中性c（H+）=c（OH-），则c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）。