Question

【题目】火山爆发时会喷出SO2，SO2是大气主要污染物之一，在工业中可用于制备硫酸。回答下列问题：

（1）SO2是_____(填“电解质”或“非电解质”)。

（2）Cu2S与O2反应可生成SO2，已知：

Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJmol-1

Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJmol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJmol-1

写出Cu2S与O2反应生成CuO和SO2的热化学方程式__________________________。

（3）硫酸工业中涉及反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=Q kJ·mol-1。一定条件下，在2L恒容密闭容器中，通入2molSO2和1molO2发生上述反应，SO2的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。a点时此反应的平衡常数的数值为_____。

关于该反应，下列说法正确的是____。

A．容器内混合气体的密度不再变化时，反应达到平衡

B．相同时间内生成2molSO2同时消耗1molO2，反应达到平衡

C．Q大于0

D．相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率就越大，该反应的平衡常数就越大

E．反应达到平衡后保持温度不变，再充入2molSO2和1molO2，SO2的平衡转化率增大

F．反应达到平衡后保持温度不变，再充入He(g)，SO2的平衡转化率增大

（4）将SO2通入酸化的硝酸钡溶液可生成硫酸钡沉淀，25℃时，KSP(BaSO4)=1×10-10。KSP(BaCO3)=2.6×10-9。该温度下，BaSO4和BaCO3沉淀共存的悬浊液中，=___。

（5）用如图装置回收SO2可制得硫酸，电极为惰性电极，a、b膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。阳极的电极反应为____。

Answer 1

【答案】非电解质 Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1 或0.15625 BE SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+

【解析】

（1）根据电解质、非电解质的定义判断；

（2）根据盖斯定律和热化学方程式进行书写；

（3）首先根据图像确定二氧化硫的平衡转化率，再列出三段式，确定平衡时刻各物质的浓度，进而计算平衡常数；

A．用于判断平衡状态的量一定得是“变化的量”不变了，才可以判断反应达到平衡状态；

B. 反应处于平衡状态时各物质的量保持不变，据此分析；

C．根据温度对平衡移动的影响进行判断；

D．根据压强对平衡移动的影响进行判断，且平衡常数只与温度有关；

E．根据压强对平衡移动的影响进行判断；

F．恒温恒容，向反应体系中充入无关气体时，正逆反应速率不变，平衡不移动；

（4）根据溶度积常数进行计算；

（5）该装置可回收SO2制得硫酸，硫酸在阳极生成，SO32-通过阴离子交换膜进入阳极室，电极反应式的书写也要遵循得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，据此写出阳极的电极反应式。

（1）电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，但一定是自身能电离出阴阳离子而导电，二氧化硫溶于水后，能导电，但阴阳离子不是其自身电离出来的，而是与水反应生成的亚硫酸电离出来的，因此二氧化硫是非电解质，亚硫酸是电解质；

故答案为：非电解质；

（2）反应① Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=x kJ·mol-1

反应② Cu(s)+S(s)=Cu2S(s) △H=y kJ·mol-1

反应③ S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=z kJ·mol-1

根据盖斯定律可知，①×2-②×2+③可得

Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1；

故答案为：Cu2S(s)+2O2(g)=2CuO(s)+SO2(g) △H=(2x+z―2y)kJ·mol-1；

（3）由图像可知a点时SO2的平衡转化率为20%，则SO2的转化量为0.4mol，列出三段式：

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

起始(mol/L) 1mol/L 0.5mol/L 0

转化(mol/L) 0.2mol/L 0.1mol/L 0.2mol/L

平衡(mol/L) 0.8mol/L 0.4mol/L 0.2mol /L

则平衡常数为：；

故答案为：或0.15625；

A．容器为恒容密闭容器，混合气体的总质量不变，因此容器内混合气体的密度始终不变，则容器内混合气体的密度不再变化时，反应不一定达到平衡状态，A项错误；

B．相同时间内生成2molSO2的同时生成1mol O2，若同时又消耗1molO2，那么O2的物质的量保持不变，反应达到平衡状态，B项正确；

C．由图像可知，当压强一定时，升高温度，SO2的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，因此正反应方向为放热方向，则Q小于0，C项错误；

D．相同温度下，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，而该反应正反应方向为气体体积减小的反应，因此，加压该反应正向移动，则SO2的平衡转化率增大，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D项错误；

E．恒温恒容，反应达到平衡后再充入2molSO2和1molO2，与原平衡相比，新平衡同等程度改变反应物的物质的量，相当于增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，E项正确；

F．恒温恒容，反应达到平衡后再充入He(g)，因为容器容积不变，反应混合物中各物质的物质的量浓度均不变，正逆反应速率不变，平衡不移动，SO2的平衡转化率不变，F项错误；

综上所述，BE正确；

故答案为：BE；

（4）；

故答案为：；

（5）该装置可回收SO2制得硫酸，硫酸在阳极生成，SO32-通过阴离子交换膜进入阳极室，电极反应式的书写也要遵循得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，阳极的电极反应为SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+；

故答案为：SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+。