Question

【题目】C、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题：

（1）已知：I.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1) ===2H2SO4(aq) △H1；

Ⅱ.Cl2(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq) △H2；

Ⅲ.2HClO(aq) ===2HCl(aq)+O2(g) △H3

SO2(g)+Cl2(g)+2H2 O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq) △H4=____________________(用含有△H1、△H2和△H3的代数式表示)。

（2）25℃时，H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如图甲所示。

已知25℃时，NaHSO3的水溶液pH＜7，用图中的数据通过计算解释原因 ____________________。

（3）NaClO2是一种绿色消毒剂和漂白剂，工业上采用电解法制备 NaClO2的原理如图乙所示。

①交换膜应选用____________________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)

②阳极的电极反应式为________________________________________。

（4）一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2，发生反应2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol，若反应进行到20min时达平衡，测得CO2的体积分数为0.5，则前20min的反应速率v(CO)= _________，该温度下反应化学平衡常数K=____________（L·mol-1）

（5）在不同条件下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2，反应体系总压强随时间的变化如图（I）所示：

①图（I）中三组实验从反应开始至达到平衡时，v(CO)最大的为___________（填序号）

②与实验a相比，c组改变的实验条件可能是_________________。

Answer 1

【答案】（△H1+2△H2+△H3）/2 由图中数据可以计算出Ka2(H2SO3)=10－7.2 ，Ka1(H2SO3) =10－1.9，所以HSO3—的水解常数是10－12.1，HSO3—电离程度大于水解程度，溶液显酸性 阳离子交换膜 2Cl—--2e-=Cl2↑ 0.03mol·L-1·min-1 11.25 b 升高温度

【解析】

（1）利用盖斯定律同向相加，异向相减的原则计算；

（2）根据图像计算亚硫酸氢根离子的电离常数和水解常数，进行比较确定酸碱性；

（3）仔细分析图像中的反应物和产物即可确定离子交换膜和电极反应式；

（4）利用三行式法进行计算；

（5）通过起点和斜率即可判断；

（1）利用盖斯定律同向相加，异向相减的原则计算△H4=（△H1+2△H2+△H3）/2；

正确答案：（△H1+2△H2+△H3）/2。

（2）根据图像PH=1.9的交点计算水解常数Ka1(H2SO3)==10－1.9,Kh=Kw/ Ka1(H2SO3)= 10－12.1,根据PH=7.2的交点计算Ka2==C（H+）=10-7.2 ，由于Kh＜Ka2,所以亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度,NaHSO3的水溶液pH＜7。

正确答案：由图中数据可以计算出Ka2(H2SO3)=10－7.2 ，Ka1(H2SO3) =10－1.9，所以HSO3—的水解常数是10－12.1，HSO3—电离程度大于水解程度，溶液显酸性。

（3）仔细分析图像中的反应物和产物，可以看出左侧由ClO2制备NaClO2，需要Na+从右侧到左侧，所以判定为阳离子交换膜，根据Na+的移动方向可知左侧为阴极，右侧为阳极，写出阳极电极反应式2Cl—-2e-=Cl2↑；

正确答案：阳离子交换膜 2Cl—-2e-=Cl2↑。

（4） 2CO(g)+ SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol

C（初） 1 0.5 0

△C x x/2 x

C（平） 1-x 0.5（1-x） x

根据题干可知0.5=，计算得出x=0.6

v(CO)===0.03mol·L-1·min-1，k===11.25；

正确答案：0.03mol·L-1·min-1 11.25。

（5）①根据斜率可以看出b线单位时间内变化最快，所以图（I）中三组实验从反应开始至达到平衡时，v(CO)最大的为b；

②根据PV=nRT，可知n，V相同时，压强越大，温度越高，所以与实验a相比，c组改变的实验条件可能是升高温度；

正确答案：①b；②升高温度。