Question

【題目】硫單質及其化合物在工農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=+210.5kJ·mol-1

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

反應：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)=CaS(s)+3CO2(g) △H=_____________kJ·mol-1

（2）下圖為密閉容器中H2S氣體分解生產H2和S2(g)的平衡轉化率與溫度、壓強的關系。

該反應平衡常數的大小關系為K(T1) ____K(T2)（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____。用各物質的平衡分壓代替平衡濃度表示反應的平衡常數，記為Kp，計算該反應在T1溫度下的Kp=_________（用p1表示）。

（3）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發生反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)△H＜0。據下圖判斷，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SO2的物質的量

（4）煙氣中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】-399.7 < 在同一壓強下，T2溫度下H2S的轉化率更大，說明升高溫度，平衡正向移動，平衡常數增大 0.2p1或1/5p1 增大氧氣的濃度（或充入氧氣） ab 2c（SO32-）+c（HSO3-）

【解析】

試題本題考查蓋斯定律的應用，化學平衡圖像的分析，化學平衡常數的計算，外界條件對化學平衡的影響，溶液中粒子濃度的關系。

（1）應用蓋斯定律，②4-①得CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）=CaS（s）+3CO2（g）ΔH=（-47.3kJ/mol）4-（+210.5kJ/mol）=-399.7kJ/mol。

（2）任取一曲線（壓強相同），由圖像可見升高溫度H2S的轉化率增大，升高溫度平衡向正反應方向移動，化學平衡常數增大，則K（T1）K（T2）。由圖可見T1、p1平衡時H2S的轉化率為50%，設H2S起始物質的量為a，用三段式

2H2S（g）2H2（g）+S2（g）

n（起始）（mol） a 0 0

n（轉化）（mol） 0.5a 0.5a 0.25a

n（平衡）（mol） 0.5a 0.5a 0.25a

平衡時H2S、H2、S2（g）總物質的量為1.25a，H2S、H2、S2（g）物質的量分數依次為0.4、0.4、0.2，H2S、H2、S2（g）的平衡分壓依次為0.4p1、0.4 p1、0.2 p1，Kp=（0.4 p1）20.2 p1（0.4 p1）2=0.2p1。

（3）反應進行到15min達到平衡，反應進行至20min，O2物質的量由0.08mol突然增大到0.12mol，即增大O2的濃度（或充入O2）。10min到15min中反應速率加快，10min瞬間各物質物質的量不變，a，加入催化劑可加快反應速率，a項可能；b，縮小容器體積可加快反應速率，b項可能；c，降低溫度減慢反應速率，c項不可能；d，增加SO2物質的量，SO2物質的量應突然增大，d項不可能；答案選ab。

（4）Na2SO3和NaHSO3混合溶液中的電荷守恒為c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HSO3-）+2c（SO32-），溶液呈中性c（H+）=c（OH-），則c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）。