Question

【題目】Na2SO3是一種重要的還原劑，I2O5是一種重要的氧化劑，二者都是化學實驗室中的重要試劑。

(1)已知:2Na2SO3 (aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq) △H =m kJ·mol-1，O2(g)O2(aq) △H =n kJ·mol-1 ，則Na2SO3溶液與O2(g)反應的熱化學方程式為______________________________。

(2)Na2SO3的氧化分富氧區和貧氧區兩個階段，貧氧區速率方程為v=k·ca(SO32-)·cb(O2)，k為常數。

①當溶解氧濃度為4.0 mg/L(此時Na2SO3的氧化位于貧氧區)時，c(SO32-)與速率數值關系如下表所示，則a=____。

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

②兩個階段的速率方程和不同溫度的速率常數之比如下表所示。已知1n(k2/k1)=Ea/R(1/T2-1/T1)，R 為常數，則Ea(富氧區)______(填“>”或“<”)Ea(貧氧區)。

反應階段	速率方程	k(297.0K)/k(291.5K)
富氧區	v= k·c(SO32-)·c(O2)	1.47
貧氧區	v= k·ca(SO32-)·cb(O2)	2.59

(3)等物質的量的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，其反應為I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s)，不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的2 L 恒容密閉容器中通入2 mol CO，測得CO2氣體的體積分數φ(CO2) 隨時間t的變化曲線如圖所示。

①從反應開始至a點時的平均反應速率v(CO)=__________。

②b點時，CO 的轉化率為_____________。

③b點 和 d點 的 化學 平衡常數:Kb____(填“ >”“<”或“=” )Kd，判斷的理由是_____________________。

Answer 1

【答案】 2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol 2 < < 0.6mol/(L·min) 80% > 其他條件相同時，曲線II先達到平衡，溫度高于曲線I的，說明溫度升高CO2的產率降低，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小

【解析】(1)①2Na2SO3 (aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq) △H =m kJ·mol-1 ，②O2(g)O2(aq) △H =n kJ·mol-1，根據蓋斯定律，將①+②得：2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol，故答案為：2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol；

(2)①當溶解氧濃度為4.0mgL-1時，c(Na2SO3)與速率數值關系如表，v1：v2=c1a(SO32-)：c2a(SO32-)， =，解得a=2；故答案為：2；

②ln= (-)隨著Ea的增大而增大，富氧區的ln較小，故Ea(富氧區)＜Ea(貧氧區)；故答案為：＜；

(3) 等物質的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中，Na2SO3屬于強堿弱酸鹽，水解顯堿性，根據物料守恒，c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(H2SO3)= c(SO42-)，則c(SO32-)+c(HSO3-)＜c(SO42-)，故答案為：＜；

(4)①0到0.5min時：

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

起始量/mol 2 0

轉化量/mol x x

a點量/mol 2-x x

根據a點時CO2的體積分數φ(CO2)= =0.30，得x=0.6mol，則從反應開始至a點時的反應速率為v(CO)= =0.6molL-1min-1，故答案為：0.6molL-1min-1；

② 5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)

起始量/mol 2 0

轉化量/mol y y

b點量/mol 2-y y

根據a點時CO2的體積分數φ(CO2)= =0.80，得y=1.6mol，轉化率等于=×100%=80%，故答案為：80%；

③其他條件相同時，曲線II先達到平衡，溫度高于曲線I的，說明溫度升高CO2的產率降低，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，則化學平衡常數：Kb＞Kd，故答案為：>；其他條件相同時，曲線II先達到平衡，溫度高于曲線I的，說明溫度升高CO2的產率降低，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小。