Question

【題目】火山爆發時會噴出SO2，SO2是大氣主要污染物之一，在工業中可用于制備硫酸。回答下列問題：

（1）SO2是_____(填“電解質”或“非電解質”)。

（2）Cu2S與O2反應可生成SO2，已知：

Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJmol-1

Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJmol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJmol-1

寫出Cu2S與O2反應生成CuO和SO2的熱化學方程式__________________________。

（3）硫酸工業中涉及反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=Q kJ·mol-1。一定條件下，在2L恒容密閉容器中，通入2molSO2和1molO2發生上述反應，SO2的平衡轉化率與壓強、溫度的關系如圖所示。a點時此反應的平衡常數的數值為_____。

關于該反應，下列說法正確的是____。

A．容器內混合氣體的密度不再變化時，反應達到平衡

B．相同時間內生成2molSO2同時消耗1molO2，反應達到平衡

C．Q大于0

D．相同溫度下，壓強越大，SO2的平衡轉化率就越大，該反應的平衡常數就越大

E．反應達到平衡后保持溫度不變，再充入2molSO2和1molO2，SO2的平衡轉化率增大

F．反應達到平衡后保持溫度不變，再充入He(g)，SO2的平衡轉化率增大

（4）將SO2通入酸化的硝酸鋇溶液可生成硫酸鋇沉淀，25℃時，KSP(BaSO4)=1×10-10。KSP(BaCO3)=2.6×10-9。該溫度下，BaSO4和BaCO3沉淀共存的懸濁液中，=___。

（5）用如圖裝置回收SO2可制得硫酸，電極為惰性電極，a、b膜分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜。陽極的電極反應為____。

Answer 1

【答案】非電解質 Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1 或0.15625 BE SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+

【解析】

（1）根據電解質、非電解質的定義判斷；

（2）根據蓋斯定律和熱化學方程式進行書寫；

（3）首先根據圖像確定二氧化硫的平衡轉化率，再列出三段式，確定平衡時刻各物質的濃度，進而計算平衡常數；

A．用于判斷平衡狀態的量一定得是“變化的量”不變了，才可以判斷反應達到平衡狀態；

B. 反應處于平衡狀態時各物質的量保持不變，據此分析；

C．根據溫度對平衡移動的影響進行判斷；

D．根據壓強對平衡移動的影響進行判斷，且平衡常數只與溫度有關；

E．根據壓強對平衡移動的影響進行判斷；

F．恒溫恒容，向反應體系中充入無關氣體時，正逆反應速率不變，平衡不移動；

（4）根據溶度積常數進行計算；

（5）該裝置可回收SO2制得硫酸，硫酸在陽極生成，SO32-通過陰離子交換膜進入陽極室，電極反應式的書寫也要遵循得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒，據此寫出陽極的電極反應式。

（1）電解質是指在水溶液中或熔融狀態下能夠導電的化合物，但一定是自身能電離出陰陽離子而導電，二氧化硫溶于水后，能導電，但陰陽離子不是其自身電離出來的，而是與水反應生成的亞硫酸電離出來的，因此二氧化硫是非電解質，亞硫酸是電解質；

故答案為：非電解質；

（2）反應① Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJ·mol-1

反應② Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJ·mol-1

反應③ S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJ·mol-1

根據蓋斯定律可知，①×2-②×2+③可得

Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1；

故答案為：Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1；

（3）由圖像可知a點時SO2的平衡轉化率為20%，則SO2的轉化量為0.4mol，列出三段式：

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

起始(mol/L) 1mol/L 0.5mol/L 0

轉化(mol/L) 0.2mol/L 0.1mol/L 0.2mol/L

平衡(mol/L) 0.8mol/L 0.4mol/L 0.2mol /L

則平衡常數為：；

故答案為：或0.15625；

A．容器為恒容密閉容器，混合氣體的總質量不變，因此容器內混合氣體的密度始終不變，則容器內混合氣體的密度不再變化時，反應不一定達到平衡狀態，A項錯誤；

B．相同時間內生成2molSO2的同時生成1mol O2，若同時又消耗1molO2，那么O2的物質的量保持不變，反應達到平衡狀態，B項正確；

C．由圖像可知，當壓強一定時，升高溫度，SO2的平衡轉化率減小，即平衡逆向移動，而升溫平衡向吸熱反應方向移動，因此正反應方向為放熱方向，則Q小于0，C項錯誤；

D．相同溫度下，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，而該反應正反應方向為氣體體積減小的反應，因此，加壓該反應正向移動，則SO2的平衡轉化率增大，但平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，D項錯誤；

E．恒溫恒容，反應達到平衡后再充入2molSO2和1molO2，與原平衡相比，新平衡同等程度改變反應物的物質的量，相當于增大壓強，平衡正向移動，SO2的平衡轉化率增大，E項正確；

F．恒溫恒容，反應達到平衡后再充入He(g)，因為容器容積不變，反應混合物中各物質的物質的量濃度均不變，正逆反應速率不變，平衡不移動，SO2的平衡轉化率不變，F項錯誤；

綜上所述，BE正確；

故答案為：BE；

（4）；

故答案為：；

（5）該裝置可回收SO2制得硫酸，硫酸在陽極生成，SO32-通過陰離子交換膜進入陽極室，電極反應式的書寫也要遵循得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒，陽極的電極反應為SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；

故答案為：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+。