Question

利用催化氧化反應將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．
（1）某溫度下，2SO₂（g）+O₂（g）?2S0₃（g）△H₃=mkJ/mol，平衡常數(shù)（K）的大小與溫度
（T）的關(guān)系如圖中曲線所示，則m

 

0（填“＞”“=”或“＜”）；b點時v（正）

 

v（逆）（填“＜”、“=”或“＞”）．反應的焓變（△H）將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

（2）若反應物起始的物質(zhì)的量相同，下列關(guān)系圖不正確的是

 

（填序號）．

（3）某硫酸廠利用SO₂尾氣、廢鐵屑、空氣、水合成綠礬（FeS0₄?7H₂O），反應中作還原劑的物質(zhì)是

 

．
（4）將反應后的混合氣體用氨水吸收可得到（NH4）2SO₃和（NH₄）₂SO₄兩種化工原料．
①對于（NH₄）₂SO₃溶液，某同學寫出了如下的正確關(guān)系式：
2[c（SO^2-₃）十c（HSO^-₃）+c（H₂SO₃）]=c（NH⁺₄）+c（NH₃?H₂O）
請分析該同學的依據(jù)是

 

．
②在（NH₄）2SO₄溶液中存在：NH⁺₄+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，則該反應常溫下的平衡常數(shù)K=

 

（已知：常溫下，NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)K=1.7×10^-5）
（5）三氧化硫吸收后所得的硫酸常用來制備BaSO₄作X射線透視時的內(nèi)服造影劑，胃酸很強（pH約為1），但服用大量BaSO₄仍然是安全的，BaSO₄不溶于酸的原因是（用溶解平衡原理解釋）

 

．萬一誤服了少量BaCO₄，應盡快用大量0.5mol/LNa₂SO₄溶液給患者洗胃，如果忽略洗胃過程中Na₂SO₄溶液濃度的變化，殘留在胃液中的Ba²⁺濃度僅為mol/L（已知25℃時，Ksp（BaSO₄）=1×l0^-10，Ksp（BaCO₃）=1×10^-9）．

Answer 1

考點：化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)溫度對平衡常數(shù)的影響判斷，b點時未達平衡，反應要正向移動才能達到平衡，反應的焓變與反應方程式中的計量數(shù)有關(guān)，據(jù)此判斷；
（2）根據(jù)溫度、壓強、催化劑對平衡的影響判斷；
（3）根據(jù)反應產(chǎn)物中的元素的化合價變化判斷；
（4）①根據(jù)元素守恒判斷；②根據(jù)水的電離平衡常數(shù)和氨水的電離平衡常數(shù)可求得NH⁺₄+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺的平衡常數(shù)；
（5）根據(jù)沉淀溶解平衡的影響因素解釋，根據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化和溶度積進行計算；

解答： 解：（1）根據(jù)圖可知，溫度升高，平衡常數(shù)逐漸減小，平衡逆向移動，所以該反應的正反應為放熱反應，m＜0，b點時未達平衡，反應要正向移動才能達到平衡，所以v（正）＞v（逆），在化學反應中，焓變與反應方程式中的計量數(shù)有關(guān)，上述雖然平衡移動，但發(fā)生的反應不變，所以反應的焓變不變，故答案為：＜；＞；不變；
（2）中升高溫度，平衡逆向移動，三氧化硫的含量應當減小，故a正確，c錯誤；壓強增大，平衡正向移動，三氧化硫的含量增大，故b錯誤；加入催化劑，加快反應速率，平衡不移動，故d正確；故選bc；
（3）根據(jù)反應產(chǎn)物中的元素的化合價變化可知，硫元素從+4價升高到+6價，鐵從0價升高到+2價，所以反應中作還原劑的物質(zhì)是鐵、二氧化硫，故答案為：鐵、二氧化硫；
（4）①在（NH₄）₂SO₃中氮元素的物質(zhì)的量是硫元素的2倍，在溶液中氮元素的存在形式有NH⁺₄和NH₃?H₂O，硫元素的存在形式有SO^2-₃、HSO^-₃、H₂SO₃，所以有2[c（SO^2-₃）十c（HSO^-₃）+c（H₂SO₃）]=c（NH⁺₄）+c（NH₃?H₂O），故答案為：原子守恒和（NH₄）₂SO₃中N、S原子個數(shù)比是2：1；
②NH⁺₄+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺的平衡常數(shù)K=

c(H+)c(NH3?H2O)

c(N H + 4 )

=

c(H+)c(NH3?H2O)

c(N H + 4 )

?

c(OH-)

c(OH-)

=

Kw

K氨水

=

1×10-14

1.7×10-5

=5.9×0^-8，故答案為：5.9×0^-8 ；
（5）在沉淀的溶解平衡BaSO₄ ?Ba²⁺+SO^2-₄中，氫離子不能影響該平衡的移動，所以氫離子不能使鋇離子或硫酸根離子濃度降低，因而不能使硫酸鋇的沉淀溶解平衡移動，
根據(jù)Ksp（BaSO₄）=c（Ba²⁺）?c（SO^2-₄）=1×l0^-10，可得c（Ba²⁺）=

1×10-10

0.5

mol/L=2.0×10^-10mol/L，故答案為：氫離子不能使鋇離子或硫酸根離子濃度降低，因而不能使硫酸鋇的沉淀溶解平衡移動；2×10^-18；

點評：本題主要考查了影響平衡移動的因素、氧化還原反應、鹽類的水解、沉淀的溶解平衡等知識點，綜合性較強，有一定的難度，解題時要注意化學原理知識的靈活運用．