Question

【题目】Na2SO3是一种重要的还原剂，I2O5是一种重要的氧化剂，二者都是化学实验室中的重要试剂。

(1)已知:2Na2SO3 (aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq) △H =m kJ·mol-1，O2(g)O2(aq) △H =n kJ·mol-1 ，则Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为______________________________。

(2)Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段，贫氧区速率方程为v=k·ca(SO32-)·cb(O2)，k为常数。

①当溶解氧浓度为4.0 mg/L(此时Na2SO3的氧化位于贫氧区)时，c(SO32-)与速率数值关系如下表所示，则a=____。

c(SO32-)×103	3.65	5.65	7.65	11.65
V×106	10.2	24.4	44.7	103.6

②两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知1n(k2/k1)=Ea/R(1/T2-1/T1)，R 为常数，则Ea(富氧区)______(填“>”或“<”)Ea(贫氧区)。

反应阶段	速率方程	k(297.0K)/k(291.5K)
富氧区	v= k·c(SO32-)·c(O2)	1.47
贫氧区	v= k·ca(SO32-)·cb(O2)	2.59

(3)等物质的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中，c(SO32-) +c( HSO3-)______(填“>”“<”或“=”)c(SO42-)。

(4)利用I2O5可消除CO 污染，其反应为I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s)，不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L 恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数φ(CO2) 随时间t的变化曲线如图所示。

①从反应开始至a点时的平均反应速率v(CO)=__________。

②b点时，CO 的转化率为_____________。

③b点 和 d点 的 化学 平衡常数:Kb____(填“ >”“<”或“=” )Kd，判断的理由是_____________________。

Answer 1

【答案】 2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol 2 < < 0.6mol/(L·min) 80% > 其他条件相同时，曲线II先达到平衡，温度高于曲线I的，说明温度升高CO2的产率降低，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小

【解析】(1)①2Na2SO3 (aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq) △H =m kJ·mol-1 ，②O2(g)O2(aq) △H =n kJ·mol-1，根据盖斯定律，将①+②得：2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol，故答案为：2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol；

(2)①当溶解氧浓度为4.0mgL-1时，c(Na2SO3)与速率数值关系如表，v1：v2=c1a(SO32-)：c2a(SO32-)， =，解得a=2；故答案为：2；

②ln= (-)随着Ea的增大而增大，富氧区的ln较小，故Ea(富氧区)＜Ea(贫氧区)；故答案为：＜；

(3) 等物质的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中，Na2SO3属于强碱弱酸盐，水解显碱性，根据物料守恒，c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(H2SO3)= c(SO42-)，则c(SO32-)+c(HSO3-)＜c(SO42-)，故答案为：＜；

(4)①0到0.5min时：

5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)

起始量/mol 2 0

转化量/mol x x

a点量/mol 2-x x

根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)= =0.30，得x=0.6mol，则从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)= =0.6molL-1min-1，故答案为：0.6molL-1min-1；

② 5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)

起始量/mol 2 0

转化量/mol y y

b点量/mol 2-y y

根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)= =0.80，得y=1.6mol，转化率等于=×100%=80%，故答案为：80%；

③其他条件相同时，曲线II先达到平衡，温度高于曲线I的，说明温度升高CO2的产率降低，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则化学平衡常数：Kb＞Kd，故答案为：>；其他条件相同时，曲线II先达到平衡，温度高于曲线I的，说明温度升高CO2的产率降低，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。