Question

研究硫及其化合物的性質(zhì)有重要意義。
（1）Cu₂S在高溫條件下發(fā)生如下反應(yīng)：
2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g)   ⊿H=－773kJ/mol
當(dāng)該反應(yīng)有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),反應(yīng)釋放出的熱量為           kJ。
（2）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及反應(yīng)：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。

①壓強(qiáng)：P₁                       P₂（填“＞”、“=”或“<”）。
②平衡常數(shù)：A點(diǎn)               B點(diǎn)（填“＞”、“=”或“<”）。
③200℃下，將一定量的SO₂和O₂充入體積不變的密閉容器中，經(jīng)10min后測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表所示:

氣體	SO2	O2	SO3
濃度（mol/L）	0.4	1.2	1.6

 
能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是                                  。
a．SO₂和O₂的體積比保持不變
b．體系的壓強(qiáng)保持不變
c．混合氣體的密度保持不變
d．SO₂和SO₃物質(zhì)的量之和保持不變
計(jì)算上述反應(yīng)在0~10min內(nèi)，υ(O₂)=                             。
（3）一定溫度下，用水吸收SO₂氣體時(shí)，溶液中水的電離平衡             移動（填“向左”“向右”或“不”）；若得到pH=3的H₂SO₃溶液，試計(jì)算溶液中              。（已知該溫度下H₂SO₃的電離常數(shù)：K_a1=1.0×10^-2 mol/L，K_a2=6.0×10^-3 mol/L）

Answer 1

（14分）（1）77.3（2分）
（2）①<（2分）  ② =（2分）  ③ a b（2分） 0.08mol·L^-1·min^-1（2分）
（3）向左 （2分）；或0.17（2分）

試題分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g)   ⊿H=－773kJ/mol可知，每放出773kJ能量，反應(yīng)中就轉(zhuǎn)移12mol電子（氧氣是氧化劑，1分子氧氣得到4個(gè)電子），所以當(dāng)該反應(yīng)有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，反應(yīng)釋放出的熱量為×773kJ/mol＝77.3kJ。
（2）①根據(jù)圖像可知，在溫度相同時(shí)，P₂曲線表示的SO₂轉(zhuǎn)化率大于P₁曲線表示的SO₂轉(zhuǎn)化率。由于正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，SO₂轉(zhuǎn)化率增大，所以壓強(qiáng)是P₁＜P₂。
②對于特定的可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，A、B兩點(diǎn)的溫度相同，所以兩點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)相等。
③在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)前SO₂和氧氣的（0.4+1.6）mol/L＝2.0mol/L和（1.2+1.6÷2）mol/L＝2.0mol/L，即反應(yīng)物的起始濃度不是按照化學(xué)計(jì)量數(shù)之比沖入的，所以當(dāng)SO₂和O₂的體積比保持不變時(shí)，可以說明反應(yīng)調(diào)動平衡狀態(tài)，a正確；該反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，所以容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是減小的，因此當(dāng)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí)，可以說明達(dá)到平衡狀態(tài)，b正確；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量和容積始終是不變的，因此密度始終是不變的，因此選項(xiàng)c不能說明；根據(jù)S原子守恒可知，SO₂和SO₃物質(zhì)的量之和始終保持不變，d不能說明，答案選ab。在0～10min內(nèi)，氧氣的濃度減少0.8mol/L，則υ(O₂)＝0.8mol/L÷10min＝0.08mol·L^-1·min^-1。
（3）SO₂溶于水生成亞硫酸，亞硫酸是酸，電離出氫離子，抑制水的電離，則溶液中水的電離平衡向左移動。根據(jù)亞硫酸的第二步電離方程式HSO₃^－＋H₂OSO₃^2－＋H^＋可知，K_a2＝，則＝＝＝或0.17。