Question

【题目】生产、生活中产生的废水、废气是环境污染的重要源头。在环境治理方面人们可利用I2O5和Na2SO3等化工产品实现对废水和废气的治理。

（1）利用I2O5的氧化性处理废气H2S，得到S、I2两种单质，发生反应的化学方程式为________________。

（2）利用I2O5也可消除CO的污染，其反应原理为I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s) ΔH。已知在不同温度（T1、T2）下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。

①温度为T2时，0～2 min 内，CO2的平均反应速率 υ(CO2)=______________。

②b点时CO的转化率为_______，化学反应的平衡常数K=_____（填表达式）。

③反应：I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH______0（填“>”“<”或“=”）。

④上述反应在T1下达到平衡时，再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体，则化学平衡________（填“向左” “向右”或“不”）移动。

⑤下列现象，可以表示上述反应达到平衡状态的是____________（填字母）。

A．容器内的压强不再变化 B．混合气的平均相对分子质量不再变化

C．混合气的密度不再变化 D．单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1

（3）Na2SO3具有还原性，其水溶液可以吸收Cl2(g)，减少环境污染。

已知反应：

①Na2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) Na2SO4(aq)+2HCl(aq) ΔH1=a kJ·mol1

②Cl2(g)+H2O(l) HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2=b kJ·mol1

试写出Na2SO3(aq)与HClO(aq)反应的热化学方程式：________________________。

Answer 1

【答案】 I2O5 + 5 H2S = 5S + I2 + 5H2O 0.15 mol·L-1 ·min-1 80% C5(CO2)/ C5(CO) < 向右 BC Na2SO3(aq) + HClO(aq) Na2SO4(aq) + 2HCl(aq) ΔH=（a-b）kJ·mol1

【解析】（1）利用I2O5的氧化性处理废气H2S，H2S被氧化为S、I2O5被还原为I2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒定律，可以写出该反应的化学方程式为I2O5 + 5 H2S = 5S + I2 + 5H2O。

（2）该反应是一个气体分子数保持不变的反应，所以反应前后气体的物质的量保持不变。由图像可知，反应在T2时先达到平衡状态，所以T1<T2，温度T1由升高到T2后，φ(CO2)减小，说明正反应是放热反应。

①温度为T2时，0～2 min 内，φ(CO2)由0升高到0.3，则CO2的变化量为2mol，CO2的平均反应速率υ(CO2)= 0.15 mol·L-1 ·min-1。

②b点时φ(CO2)=0.8，CO的变化量为0.8，CO的转化率为80% ，五氧化二碘和碘都是固体，所以该化学反应的平衡常数K= C5(CO2)/ C5(CO)。

③反应：I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH<0。

④上述反应在T1下达到平衡时，c(CO)=0.2mol/L，c(CO2)=0.8mol/L，K= C5(CO2)/ C5(CO)= 。再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体，Qc=<K，则化学平衡向右移动。

⑤因为反应前后气体分子数不变，所以容器内的压强不发生变化；CO和CO2的化学计量数是相同的，所以单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比始终为1∶1。始终不变的数据不能作为平衡状态的标志。混合气的平均相对分子质量和混合气的密度是变量，所以可以表示上述反应达到平衡状态的是混合气的平均相对分子质量不再变化和混合气的密度不再变化，填BC。

（3）①Na2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) Na2SO4(aq)+2HCl(aq) ΔH1=a kJ·mol1，②Cl2(g)+H2O(l) HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2=b kJ·mol1。由①-②得，Na2SO3(aq) + HClO(aq) Na2SO4(aq) + 2HCl(aq)，所以ΔH=（a-b）kJ·mol1，即2SO3(aq)与HClO(aq)反应的热化学方程式为Na2SO3(aq) + HClO(aq) Na2SO4(aq) + 2HCl(aq) ΔH=（a-b）kJ·mol1。