Question

(14分)
含硫化合物在工業生產中有廣泛的用途。
（1）對于可逆反應2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＜0，下列研究目的和圖示相符的是       
（填序號）

序號	A	B	C	D
目的	壓強對平衡的影響	溫度對轉化率的影響	增加O2濃度對速率的影響	濃度對平衡常數的影響
圖示

（2）在500⁰C有催化劑存在的條件下，向容積為2L的甲乙兩個密閉容器中均充入2molSO₂和1molO₂。甲保持容積不變，乙保持壓強不變，充分反應后，均達平衡狀態，此時SO₃的體積分數甲
      乙。（填“>”“<”或“="”" ）
（3）向2L的甲容器中充入2molSO₂、1molO₂，測得SO₂的平衡轉化率與溫度的關系如下圖所示。

Ⅰ.在T₁溫度下，反應進行到狀態D時，v_正     v_逆。（填“>”“<”或“="”" ）
Ⅱ.T₃溫度下，平衡時測得反應放出的熱量為Q₁，在相同溫度下若再向容器中通入2molSO₂、1molO₂，重新達到平衡，測得反應又放出熱量Q₂ 。則下列說法中正確的是          。（填序號）
A．相同溫度下新平衡時容器中的壓強是原平衡時的兩倍
B．Q₂一定大于Q₁
C．新平衡時SO₂的轉化率一定大于80%
　
（4）在甲容器中充入一定量的SO₂和1.100molO₂，在催化劑作用下加熱，當氣體的物質的量減少0.315mol時反應達到平衡，此時測得氣體壓強為反應前的82.5%，則SO₂的轉化率為                   。
�。�5）若用氫氧化鈉溶液吸收SO₂氣體恰好得到酸式鹽，已知該酸式鹽溶液呈弱酸性，則溶液中各離子濃度由大到小的順序為                           。（用離子濃度符號表示）
�。�6）一定溫度下，用水吸收SO₂氣體，若得到pH=5的H₂SO₃溶液，則溶液中亞硫酸氫根離子和亞硫酸根離子的物質的量濃度之比為    　　          。（已知該溫度下H₂SO₃的電離常數：K_a1=1.0×10^-2mol/L，K_a2=6.0×10^-3mol/L）

Answer 1

(每空2分，共14分)                                                      
（1） C （有錯計0分）
(2)   <  
(3)  I   >  II  B C（對一個計1分，有錯計0分）
(4)   90%  
(5)  c (Na⁺) ＞c (HSO₃^—) ＞c (H⁺)＞c (SO₃^2—)＞c (OH^—) （有錯計0分 ）
 （6）1/6 ×10^-2 或1.67 ×10^-3

試題分析：（1）A、由圖可知，P₁>P₂，壓強增大，平衡正向移動，三氧化硫的體積分數應增大，與圖不符，錯誤；B、該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，二氧化硫的轉化率降低，與圖不符，錯誤；C、增加氧氣得濃度，正反應速率增大，逆反應速率不變，平衡正向移動，與圖符合，正確；D、氧氣濃度增大，但溫度不變，平衡常數不變，與圖不符，錯誤，答案選C。
（2）開始時甲、乙兩容器的壓強相同，達平衡時，甲容器的壓強小于乙，所以甲容器需增大壓強才能達到乙容器的壓強，而增大壓強，平衡正向移動，三氧化硫的體積分數增大，所以SO₃的體積分數甲<乙；
（3）I、T₁溫度時A點代表此溫度的二氧化硫平衡轉化率，D點的二氧化硫的轉化率低于A點，說明反應未達平衡，所以v_正>v_逆；
II、恒溫恒容時再向甲容器中通入2molSO₂、1molO₂，反應物濃度是原來的2倍，在原平衡的基礎上，平衡正向移動，正向是氣體壓強減小的方向，所以達新平衡時壓強大于原平衡時的壓強但小于兩倍原平衡的壓強，放出的熱量比Q₁多，二氧化硫的轉化率提高，所以答案選BC；
（4）設充入二氧化硫的物質的量為amol，每消耗2mol 二氧化硫，氣體的總物質的量減少1mol，現在氣體的物質的量減少0.315mol，說明消耗二氧化硫0.63mol，消耗氧氣0.315mol，生成三氧化硫0.63mol，根據恒溫下壓強之比等于氣體物質的量之比，有(a-0.63+0.63+1.1-0.315)/(a+1.1)=82.5%,解得a=0.7,所以SO₂的轉化率為0.63mol/0.7mol×100%=90%；
（5）二氧化硫與氫氧化鈉反應得酸式鹽為亞硫酸氫鈉，溶液呈酸性，說明HSO₃^—的電離程度大于水解程度，溶液中離子濃度的大小順序為 c (Na⁺) ＞c (HSO₃^—) ＞c (H⁺)＞c (SO₃^2—)＞c (OH^—)
（6）溶液中的c (H⁺)=1×10^-5mol/L，平衡時K_a2=6.0×10^-3mol/L=c (SO₃^2—)c (H⁺)/c (HSO₃^—),所以c (HSO₃^—)/c (SO₃^2—)="c" (H⁺)/K_a2=1/6 ×10^-2。