Question

【题目】硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题：

（1）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，相关的热化学方程式如下：

①CaSO4（s）+CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H = +210.5kJmol-1

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

反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJmol-1；

平衡常数K的表达式为 。

（2）图1为在密闭容器中H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。

图1中压强p1、p2、p3的大小顺序为 ，理由是 ；该反应平衡常数的大小关系为K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”)，理由是 。

（3）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0

①600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图2，反应处于平衡状态的时间段是 。

②据图2判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是 （用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是 （填写编号）。

A．加了催化剂 B．缩小容器体积

C．降低温度 D．增加SO3的物质的量

（4）烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c(Na＋)= （用含硫微粒浓度的代数式表示）。

Answer 1

【答案】（1）-399.7

（2）P1<P2<P3 增大压强，化学平衡逆向移动，H2S的转化率减小；<，升高温度，H2S的转化率增大，化学平衡正向移动，K增大

①15～20min和25～30 min；②增加了O2的量， A B

2c(SO32-)+c(HSO3-)或c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-) (2分）

【解析】

试题分析：（1）利用盖斯定律将②×4-①可得CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）CaS（s）+3CO2（g）△H=4×（-47.3kJmol-1）-（210.5kJmol-1）=-399.7kJmol-1；平衡常数K的表达式为：

（2）H2S气体分解生产H2和S2（g）的反应为2H2S2H2+S2，反应前后气体体积增大，同温度下，压强越大，平衡逆向进行，H2S转化率减小，则P1＜P2＜P3，温度升高，H2S的转化率增大，说明正反应为吸热反应，升温平衡正向进行，平衡常数增大，K（T1）＜K（T2）；（3）①反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可知在15-20min和25-30min出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态；②由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度．由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变．a．加了催化剂，增大反应速率，a正确；b．缩小容器体积，增大压强，增大反应速率，b正确；c．降低温度反应速率降低，c错误；d．10min改变瞬间，各物质的物质的量不变，不是增加SO2的物质的量，d错误；故答案为：增大氧气的浓度；ab；

（4）烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，依据溶液中电荷守恒分析，c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），c（H+）=c（OH-），得到（Na+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）。