Question

【題目】硫單質及其化合物在化工生產等領域應用廣泛。

(1)工業尾氣中的SO2一直是環境污染的主要原因之一，工業上常采用如下方法降低尾氣中的含硫量。

①方法1：燃煤中加入生石灰，將SO2轉化為CaSO3，再氧化為CaSO4。

已知：a．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH= -178.3 kJ·mol-1；

b．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)　 ΔH= -2762.2 kJ·mol-1 ；

c．2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH= -2314.8 kJ·mol-1 。

寫出CaO(s)與SO2(g)反應生成CaSO3(s)的熱化學方程式：______。

②方法2：用氨水將SO2轉化為NH4HSO3，再氧化為(NH4)2SO4。實驗測得NH4HSO3溶液中=1500，則溶液的pH為_______。(已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7)

(2)煤制得的化工原料氣中含有羰基硫(O=C=S)，該物質可轉化為H2S，反應為COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)　ΔH＞0。

①恒溫、恒容條件下，密閉容器中發生上述反應，下列事實不能說明反應達到平衡狀態的是__(填字母)。

a．COS的濃度保持不變 b．化學平衡常數不再改變

c．混合氣體的密度不再改變 d．形成2mol H-S鍵的同時形成1 mol H-H鍵

②T1℃時，在恒容的密閉容器中，將定量的CO和H2S混合加熱并達到平衡：H2S(g)+CO(g)COS(g)+H2(g)　K=0.25。則該溫度下反應COS(g)+H2(g) H2S(g)+CO(g)的平衡常數K'=__。

③T1℃時，向容積為10 L的恒容密閉容器中充入1mol COS(g)和1mol H2(g)，達到平衡時COS的轉化率為____。(計算結果保留到小數點后一位)

(3)過二硫酸(H2S2O8)是一種強氧化性酸，其結構式為。在Ag+催化作用下，S2O82-能與Mn2+在水溶液中發生反應生成SO42-和MnO4-，1 mol S2O82-能氧化的Mn2+的物質的量為__mol。

Answer 1

【答案】CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)　ΔH=-402.0 kJ·mol-1 6 bc 4 66.7% 0.4

【解析】

(1)①已知： a．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH= -178.3 kJ·mol-1；

b．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)　 ΔH= -2762.2 kJ·mol-1 ；

c．2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH= -2314.8 kJ·mol-1 。

利用蓋斯定律，將a+b×-c×，即得CaO(s)與SO2(g)反應生成CaSO3(s)的熱化學方程式CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)　ΔH=-402.0 kJ·mol-1。答案為：CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)　ΔH=-402.0 kJ·mol-1；

②根據亞硫酸的兩步電離方程式可知Ka1=、Ka2=，Ka1Ka2 =，即c2(H+)×1500=1.5×10-2×1.0×10-7，c(H+)=1.0×10-6mol/L，pH=6。答案為：6；

(2)①a．COS的濃度保持不變，表明正逆反應速率相等，反應達平衡狀態，a不合題意；

b．化學平衡常數不再改變，表明溫度不變，反應不一定達平衡狀態，b符合題意；

c．混合氣體的質量和體積不變，密度始終不變，反應不一定達平衡狀態，c符合題意；

d．形成2mol H-S鍵的同時形成1 mol H-H鍵，表明正逆反應速率相等，反應達平衡狀態，d不合題意；

故選bc。答案為：bc；

②該溫度下反應COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)的平衡常數K'===4。答案為：4；

③設參加反應的COS的物質的量為x，建立三段式:

K'===4，從而求出x=，則達到平衡時COS的轉化率為=66.7%。答案為：66.7%；

(3)利用得失電子守恒，建立關系式：5S2O82-——2Mn2+，則1 mol S2O82-能氧化的Mn2+的物質的量為×1mol=0.4mol。答案為：0.4。