Question

2．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角（如图1）．
（1）Na₂S₂O₃是一种用途广泛的钠盐．
①下列物质用于Na₂S₂O₃的制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是bd（填字母序号）．
a．Na₂S+S　　　　　　b．Z+S　　　　　　c．Na₂SO₃+Y　　　　　　d．NaHS+NaHSO₃
②已知反应：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O．研究其反应速率时，下列说法正确的是b（填写字母序号）．
a．在其它条件不变，可通过测定一段时间内生成SO₂的体积，得出该反应的速率
b．在其它条件不变，可通过比较出现浑浊的时间，研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响
c．在气体条件不变，可通过Na₂S₂O₃固体与稀硫酸和浓硫酸的反应，研究浓度对该反应速率的影响
（2）硫酸是重要的化工原料，二氧化硫生成三氧化硫是硫酸工业的主要反应之一．将0.100molSO₂（g）和0.060mol　O₂（g）放入容积为2L的密闭容器中，反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在一定条件下5分钟末达平衡状态．
①能判断该反应达到平衡状态的标志是BC．（填字母）
A．SO₂和SO₃浓度相等　　　　　　　　　
B．容器中混合气体的平均分子量保持不变
C．容器中气体的压强不变　　　
D．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等
②已知：K（300℃）＞K（350℃），若反应温度升高，SO₂的转化率减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）将一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c（SO₃）的变化如图2所示．若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时SO₃的浓度约为0.25mol/L）．请在图2中画出此变化过程中SO₃浓度的变化曲线．

Answer 1

分析 （1）①Na₂S₂O₃中S为+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2；
②硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成了单质硫，溶液变浑浊，反应速率越快，出现浑浊时间越短；
（2）①平衡标志是正逆反应速率相同，各成分含量保持不变；
②K（300℃）＞K（350℃），说明温度越高平衡常数越小，依据平衡移动原理分析，升温平衡向吸热反应方向进行；
（3）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，压强增大平衡正向进行，若在第8分钟末达到新的平衡（此时SO₃的浓度约为0.25mol/L），依据三氧化硫浓度变化，和平衡浓度画出变化图象．

解答 解：（1）①Na₂S₂O₃中S为+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c中S的化合价都大于2，bd符合题意，
故答案为：bd；
②根据硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成了单质硫，溶液变浑浊，可以判断反应速率快慢，反应速率越快，出现浑浊时间越短，故答案为：b；
（2）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反应是气体体积变小的放热反应，
A．二氧化硫和三氧化硫起始量和变化量有关，SO₂和SO₃ 浓度相等，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；  
B．因为反应前后总质量不变，总物质的量在变，所以容器中混合气体的平均分子量保持不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．反应前后压强不同，容器中气体的压强不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；    
D．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等，说明平衡正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
故答案为：BC；
②K（300℃）＞K（350℃），说明温度越高平衡常数越小，反应逆向进行，即升温平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小，故答案为：减小；
（3）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，压强增大平衡正向进行，若在第8分钟末达到新的平衡（此时SO₃的浓度约为0.25mol/L），依据三氧化硫浓度变化和平衡浓度画出变化图象为，故答案为：．

点评 本题考查了反应速率、化学平衡常数、平衡转化率、影响化学平衡的外界条件综合应用及知识迁移能力等考点，题目难度中等，注意平衡常数在计算中的应用，等效平衡的分析判断．