Question

【题目】硫单质及其化合物在化工生产等领域应用广泛。

(1)工业尾气中的SO2一直是环境污染的主要原因之一，工业上常采用如下方法降低尾气中的含硫量。

①方法1：燃煤中加入生石灰，将SO2转化为CaSO3，再氧化为CaSO4。

已知：a．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH= -178.3 kJ·mol-1；

b．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)　 ΔH= -2762.2 kJ·mol-1 ；

c．2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH= -2314.8 kJ·mol-1 。

写出CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式：______。

②方法2：用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为(NH4)2SO4。实验测得NH4HSO3溶液中=1500，则溶液的pH为_______。(已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7)

(2)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S)，该物质可转化为H2S，反应为COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)　ΔH＞0。

①恒温、恒容条件下，密闭容器中发生上述反应，下列事实不能说明反应达到平衡状态的是__(填字母)。

a．COS的浓度保持不变 b．化学平衡常数不再改变

c．混合气体的密度不再改变 d．形成2mol H-S键的同时形成1 mol H-H键

②T1℃时，在恒容的密闭容器中，将定量的CO和H2S混合加热并达到平衡：H2S(g)+CO(g)COS(g)+H2(g)　K=0.25。则该温度下反应COS(g)+H2(g) H2S(g)+CO(g)的平衡常数K'=__。

③T1℃时，向容积为10 L的恒容密闭容器中充入1mol COS(g)和1mol H2(g)，达到平衡时COS的转化率为____。(计算结果保留到小数点后一位)

(3)过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸，其结构式为。在Ag+催化作用下，S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-，1 mol S2O82-能氧化的Mn2+的物质的量为__mol。

Answer 1

【答案】CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)　ΔH=-402.0 kJ·mol-1 6 bc 4 66.7% 0.4

【解析】

(1)①已知： a．CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH= -178.3 kJ·mol-1；

b．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)　 ΔH= -2762.2 kJ·mol-1 ；

c．2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH= -2314.8 kJ·mol-1 。

利用盖斯定律，将a+b×-c×，即得CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)　ΔH=-402.0 kJ·mol-1。答案为：CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s)　ΔH=-402.0 kJ·mol-1；

②根据亚硫酸的两步电离方程式可知Ka1=、Ka2=，Ka1Ka2 =，即c2(H+)×1500=1.5×10-2×1.0×10-7，c(H+)=1.0×10-6mol/L，pH=6。答案为：6；

(2)①a．COS的浓度保持不变，表明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，a不合题意；

b．化学平衡常数不再改变，表明温度不变，反应不一定达平衡状态，b符合题意；

c．混合气体的质量和体积不变，密度始终不变，反应不一定达平衡状态，c符合题意；

d．形成2mol H-S键的同时形成1 mol H-H键，表明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，d不合题意；

故选bc。答案为：bc；

②该温度下反应COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)的平衡常数K'===4。答案为：4；

③设参加反应的COS的物质的量为x，建立三段式:

K'===4，从而求出x=，则达到平衡时COS的转化率为=66.7%。答案为：66.7%；

(3)利用得失电子守恒，建立关系式：5S2O82-——2Mn2+，则1 mol S2O82-能氧化的Mn2+的物质的量为×1mol=0.4mol。答案为：0.4。