Question

16．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
SO₂（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO₂（g）+S（l）+Q （Q＞0）；完成下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式是$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$；2L容器中，10分钟内，气体密度减小了8g/L，则CO的反应速率是0.05mol/（L﹒min）．
（2）如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是bc．（选填编号）
a．减压        b．增加SO₂的浓度      c．升温        d．及时移走产物
（3）若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是BC．（选填编号）
A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变
B．当容器内温度不再变化时，反应达到了平衡
C．平衡时，其他条件不变，升高温度可增大平衡常数
D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应热效应不同
硫酸工业尾气SO₂用NaOH溶液吸收后会生成Na₂SO₃．现有常温下0.1mol/LNa₂SO₃溶液，实验测定其pH约为8，完成下列问题：
（4）该溶液中c（Na⁺）与 c（OH^-）之比为2×10⁵．
该溶液中c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）（用溶液中所含微粒的浓度表示）．
（5）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别吸收SO₂，则理论吸收量由多到少的顺序是B＞C=D＞A（用编号排序）
A．Na₂SO₃       B．Ba（NO₃）₂       C．Na₂S       D．酸性KMnO₄．

Answer 1

分析 （1）根据平衡常数的定义书写表达式为：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$，根据V=$\frac{△c}{△t}$计算速率；
（2）增大浓度、升高温度、增大压强、加入催化剂均能加快化学反应速率；
（3）A．平衡前，随着反应的进行，气体的物质的量减小，故容器内压强始会减小；
B．温度为变量，当容器内温度不再变化时，反应达到了平衡；
C．平衡时，其他条件不变，升高温度平衡正向移动，可增大平衡常数；
D．反应热效应与催化剂无关；
（4）依据PH和离子积常数计算溶液中氢氧根离子浓度结合钠离子浓度计算比值；依据溶液中质子守恒分析书写离子浓度关系；
（5）依据选项中的溶液性质和二氧化硫反应的过程和化学方程式定量关系分析计算．

解答 解：（1）根据平衡常数的定义书写表达式为：K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$，2L容器中，10分钟内，气体密度减小了8g/L，则减少的S为0.25mol/L，变化的CO的浓度为0.5mol/L，故CO的反应速率是0.05mol/（L﹒min），故答案为：$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（S{O}_{2}）•{c}^{2}（CO）}$；0.05mol/（L﹒min）；
（2）a．减压，减小速率，故错误；        
b．增加SO₂的浓度，加快反应速率，故正确；      
c．升温，加快反应速率，故正确；        
d．及时移走产物，相对于减小浓度，减小反应速率，故错误；
故答案为：bc；
（3）若反应在恒容的密闭容器中进行，SO₂（g）+2CO（g）$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2CO₂（g）+S（l）+Q （Q＞0），
A．平衡前，随着反应的进行，气体的物质的量减小，故容器内压强始会减小，故错误；
B．温度为变量，当容器内温度不再变化时，反应达到了平衡，故正确；
C．平衡时，其他条件不变，升高温度平衡正向移动，可增大平衡常数，故正确；
D．反应热效应与催化剂无关，故错误；
故答案为：BC；
（4）常温下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，实验测定其pH约为8，亚硫酸根离子水解溶液呈碱性；该溶液中c（Na⁺）=0.2mol/L，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$=10^-6mol/L，该溶液中c（Na⁺）与c（OH^-）之比=10^-6mol/L：0.2mol/L=2×10⁵ ：1；常温下0.1mol/L Na₂SO₃溶液，该溶液中存在质子守恒，c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃），故答案为：2×10⁵；c（HSO₃^-）+2c（H₂SO₃）；
（5）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO₂，
A．Na₂SO₃ 吸收二氧化硫发生的反应为：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃，1molNa₂SO₃ 最多吸收二氧化硫1mol；
B．Ba（NO₃）₂  吸收二氧化硫反应化学方程式为Ba（NO₃）₂+3SO₂+2H₂O=BaSO₄↓+2H₂SO₄+2NO↑：1molBa（NO₃）₂最多吸收二氧化硫3mol；
C．Na₂S 吸收二氧化硫发生的反应为：2Na₂S+5SO₂+2H₂O=4NaHSO₃+3S↓，1mol2Na₂S最多反应二氧化硫2.5mol；
D．酸性KMnO₄溶液吸收二氧化硫的反应2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，1molKMnO₄最多反应二氧化硫2.5mol；
计算分析吸收二氧化硫理论吸收量由多到少的顺序是B＞C=D＞A，
故答案为：B＞C=D＞A．

点评 本题考查了化学反应速率与化学平衡、盐类水解分析应用，电解质溶液中离子浓度大小比较依据和方法，物质性质的理解应用，注意吸收二氧化硫的最大量反应判断，题目难度较大．