Question

【題目】硫單質及其化合物在工農業生產中有著重要的應用。請回答下列問題：

（1）一種煤炭脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來，但產生的CO又會與CaSO4發生化學反應，相關的熱化學方程式如下：

①CaSO4（s）+CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H = +210.5kJmol-1

②1/4CaSO4（s）+CO（g）1/4CaS（s）+CO2（g） △H = - 47.3kJmol-1

反應CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJmol-1；

平衡常數K的表達式為 。

（2）圖1為在密閉容器中H2S氣體分解生成H2和S2(g)的平衡轉化率與溫度、壓強的關系。

圖1中壓強p1、p2、p3的大小順序為 ，理由是 ；該反應平衡常數的大小關系為K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”)，理由是 。

（3）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發生如下反應：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0

①600℃時，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如圖2，反應處于平衡狀態的時間段是 。

②據圖2判斷，反應進行至20min時，曲線發生變化的原因是 （用文字表達）；10min到15min的曲線變化的原因可能是 （填寫編號）。

A．加了催化劑 B．縮小容器體積

C．降低溫度 D．增加SO3的物質的量

（4）煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，該溶液中c(Na＋)= （用含硫微粒濃度的代數式表示）。

Answer 1

【答案】（1）-399.7

（2）P1<P2<P3 增大壓強，化學平衡逆向移動，H2S的轉化率減小；<，升高溫度，H2S的轉化率增大，化學平衡正向移動，K增大

①15～20min和25～30 min；②增加了O2的量， A B

2c(SO32-)+c(HSO3-)或c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-) (2分）

【解析】

試題分析：（1）利用蓋斯定律將②×4-①可得CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）CaS（s）+3CO2（g）△H=4×（-47.3kJmol-1）-（210.5kJmol-1）=-399.7kJmol-1；平衡常數K的表達式為：

（2）H2S氣體分解生產H2和S2（g）的反應為2H2S2H2+S2，反應前后氣體體積增大，同溫度下，壓強越大，平衡逆向進行，H2S轉化率減小，則P1＜P2＜P3，溫度升高，H2S的轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，升溫平衡正向進行，平衡常數增大，K（T1）＜K（T2）；（3）①反應混合物各物質的物質的量不變化，說明反應處于平衡狀態，由圖可知在15-20min和25-30min出現平臺，各組分的物質的量不變，反應處于平衡狀態；②由圖可知，反應進行至20min時，平衡向正反應移動，瞬間只有氧氣的濃度增大，應是增大了氧氣的濃度．由圖可知，反應向正反應進行，10min到15min反應混合物單位時間內的變化量增大，說明反應速率增大，10min改變瞬間，各物質的物質的量不變．a．加了催化劑，增大反應速率，a正確；b．縮小容器體積，增大壓強，增大反應速率，b正確；c．降低溫度反應速率降低，c錯誤；d．10min改變瞬間，各物質的物質的量不變，不是增加SO2的物質的量，d錯誤；故答案為：增大氧氣的濃度；ab；

（4）煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，依據溶液中電荷守恒分析，c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），c（H+）=c（OH-），得到（Na+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）。