Question

【題目】對工業廢氣物進行脫硫(SO2)處理并加以利用，不僅可防止大氣污染，還能實現一定經濟效益。回答下列問題：

（1）熱化學碘硫循環脫硫,涉及以下三個反應：

bunsen反應：SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)═2HI (g)+H2SO4(l) △H

硫酸分解反應：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=+462kJ·mol-1

碘化氫分解反應：2HI(g)=H2(g)+I2(g)△H=+10kJ·mol-1

已知氫氣的燃燒熱為286kJ·mol-1,則bunsen反應的△H=_________kJ·mol-1。

（2）在活性炭催化下，SO2與Cl2發生反應：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H<0。在定溫定壓條件下，容器體積為10L的容器中加入等物質的量的SO2和Cl2，充分混合(二者物質的量均為nmol)后,達到平衡后容器體積為8L。

①SO2Cl2能與水發生非氧化還原反應，生成兩種酸，則這兩種酸的化學式為_________。

②下列事實中，不能作為判斷硫元素和氯元素非金屬性強弱的依據是_________(填字母)。

A．硫化氫的分解溫度為300℃左右，氯化氫1500℃才分解

B．氫硫酸(H2S的水溶液)是一種弱酸，鹽酸是強酸

C．將氯氣通入氫硫酸中,溶液中產生黃色渾濁

D．高氯酸在無機含氧酸中酸性最強

③該溫度下，SO2的平衡轉化率α1=_________，反應的平衡常數K=_________(列式并計算)。

④下列措施中不能進一步提高氯氣的平衡轉化率的是_________。

A．平衡后將容器的體積壓縮為4L B．增大二氧化硫的濃度

C．升高溫度 D．將SO2Cl2(g)液化分離

⑤若向該容器中初始投入SO2和Cl2的物質的量均為0.5nmol，則達到平衡時SO2的平衡轉化率：α2_________填“>”“<”或“=”)α1。

Answer 1

【答案】 +45 H2SO4、HCl B 40% = = mol·L-1 C =

【解析】（1）由氫氣的燃燒熱286kJ·mol-1可得，①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=﹣572kJmol﹣1；②2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=+10kJ·mol-1；③2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=+462kJ·mol-1。由蓋斯定律可知，(①+2×②+③)×可以得到熱化學方程式2HI(g)+H2SO4(l)=SO2(g)+I2(g)+2H2O(l) △H=﹣45KJ/mol，則其逆反應(Bunsen反應)的熱化學方程式為SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)═2HI (g)+H2SO4(l) △H=+45KJ/mol。

（2）在活性炭催化下，SO2與Cl2發生反應：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) △H<0。在定溫定壓條件下，容器體積為10L的容器中加入等物質的量的SO2和Cl2，充分混合(二者物質的量均為nmol)后,達到平衡后容器體積為8L。

①SO2Cl2能與水發生水解反應，生成兩種酸，這兩種酸為H2SO4、HCl。

②下列事實中，A．硫化氫的分解溫度為300℃左右，氯化氫1500℃才分解，所以氯化氫比硫化氫穩定，所以可證明氯的非金屬性比硫強；B．由于氫硫酸和鹽酸都不是最高價氧化物對應的水化物，所以無法根據它們的酸性判斷硫和氯的非金屬性強弱；C．將氯氣通入氫硫酸中,溶液中產生黃色渾濁，說明 氯氣可以把氫硫酸中的硫置換出來，可以證明氯的非金屬性比硫強；D．高氯酸在無機含氧酸中酸性最強，強于硫酸，可證明氯的非金屬性比硫強。綜上所述，不能作為判斷硫元素和氯元素非金屬性強弱的依據是B。

③在定溫定壓條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比。所以，，解之得，SO2的平衡轉化率α1=40%，反應的平衡常數K== = mol·L-1。

④下列措施中，A．平衡后將容器的體積壓縮為4L，平衡向正反應方向移動，可以進一步提高氯氣的平衡轉化率；B．增大二氧化硫的濃度，平衡向正反應方向移動，可以進一步提高氯氣的平衡轉化率； C．由于該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，氯氣的平衡轉化率減小； D．將SO2Cl2(g)液化分離，可以減小生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，可以進一步提高氯氣的平衡轉化率。綜上所述，不能進一步提高氯氣的平衡轉化率的是C。

⑤若向該容器中初始投入SO2和Cl2的物質的量均為0.5nmol，在同溫同壓下，投料的比例與平衡相同，所以，達到平衡時SO2的平衡轉化率不變，即α2=α1。