Question

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用．
（1）SO₂Cl₂常用于制造医药品、染料、表面活性剂等．已知：
SO₂Cl₂（g）?SO₂（g）+Cl₂（g）△H=+97.3kJ?mol^-1
某温度时向体积为1L的恒容密闭容器中充入0.20mol SO₂Cl₂，达到平衡时，容器中含0.18mol SO₂，则此过程反应吸收的热量为

 

kJ，该温度时反应的平衡常数为

 

．将上述所得混合气体溶于足量BaCl₂溶液中，最终生成沉淀的质量为

 

．
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198kJ?mol^-1
400℃，1.01×10⁵Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO₂和O₂，n（SO₃）和n（O₂）随时间的变化曲线如图所示．
①0～20min反应的平均速率υ（O₂）=

 

．
②下列叙述正确的是

 

．
a．A点υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂）
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n（SO₂）相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n（SO₃）比图中D点的值大
（3）工业上用Na₂SO₃溶液吸收烟气中的SO₂．将烟气通入1.0mol?L^-1的Na₂SO₃溶液，当溶液pH约为6时，Na₂SO₃溶液吸收SO₂的能力显著下降，应更换吸收剂．此时溶液中c（SO₃^2-）的浓度是0.2mol?L^-1，则溶液中c（HSO₃^-）是

 

mol?L^-1．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据二氧化硫和反应热之间的关系式计算放出的热量；化学平衡常数K=

c(Cl2)．c(SO2)

c(SO2Cl2)

；根据硫原子守恒计算生成硫酸钡的质量；
（2）①先计算三氧化硫的反应速率，再根据同一可逆反应、同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算υ（O₂）；
②a．A点平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率；
b．B点不是平衡状态；
c．C点和D点处于平衡状态；
d．其它条件不变，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n（SO₃）比图中D点的值小；
（3）结合Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃分析离子浓度，溶液pH约为6时，吸收SO₂的能力显著下降，溶质为NaHSO₃，则电离大于其水解．

解答： 解：（1）根据二氧化硫和反应热之间的关系式得吸收的热量=

97.3kJ

1mol

×0.18mol=17.5kJ；
c（SO₂）=c（Cl₂）=

0.18mol

1L

=0.18mol/L、c（SO₂Cl₂）=

0.20mol-0.18mol

1L

=0.02mol/L、
化学平衡常数K=

c(Cl2)．c(SO2)

c(SO2Cl2)

=

0.18×0.18

0.02

=1.62；
根据硫原子守恒计算生成硫酸钡的质量，则m（BaSO₄）=n（BaSO₄）M（BaSO₄）=n（SO₂）M（BaSO₄）=0.2mol×233g/mol=46.6g，
故答案为：17.5；1.62；46.6g；
（2）①υ（SO₃）=

△n V

△t

=

1.6mol 2L

20min

=0.04mol/（L．min），同一可逆反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以υ（O₂）=

1

2

υ（SO₃）=0.02mol/（L．min），
故答案为：0.02mol/（L．min）；
②a．A点平衡向正反应方向移动，说明正反应速率大于逆反应速率，即A点υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂），故正确；
b．B点还能继续向正反应方向移动，说明B点不是平衡状态，故错误；
c．C点和D点各物质的物质的量不变，说明C和D点处于平衡状态，故正确；
d．其它条件不变，升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡时n（SO₃）减小，所以n（SO₃）比图中D点的值小，故错误；
故选ac；
（3）由Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃，c（SO₃^2-）的浓度是0.2mol?L^-1，则反应的Na₂SO₃溶液为1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由反应中的物质的量关系可知，生成的c（HSO₃^-）为0.8mol/L×2=1.6mol/L，故答案为：1.6．

点评：本题考查了化学平衡的有关知识，涉及化学平衡状态的判断、反应速率的计算、平衡常数的计算等知识点，根据平衡状态判断的依据、反应速率公式、平衡常数公式等知识点来分析解答，易错选项是（1）中硫酸钡质量的计算，很多同学往往只根据二氧化硫的量计算硫酸钡而导致错误，为易错点．