Question

【题目】研究大气中含硫化合物（主要是SO2和H2S）的转化对环境保护具有重要意义．
（1）SO2的大量排放会引起严重的环境问题是 ， 潮湿条件下，写出大气中SO2转化为HSO3﹣的方程式 ．
（2）土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42﹣ ， 两步反应的能量变化示意图1如下：
1mol H2S（g）全部氧化成SO42﹣（aq）的热化学方程式为
（3）SO2是工业制硫酸的原料气体之一，一定温度下，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2 ， 发生反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），过程中测定的部分数据见表：

时间/min	n（SO2）/mol	n（O2）/mol
0	0.10	0.050
4	0.050	0.025
5	0.040
8		0.020

①反应在0～4min内的平均速率为v（SO2）=；
②此温度下该反应的化学平衡常数K= ，
③8min时，维持温度不变，往反应容器中再通入0.020mol SO2（g），0.010mol O2（g），重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将（填“减小”，“增大”或“不变”）．（4）将H2S 和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图2所示：
①在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌．欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有 ．
②一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105 ， 通常认为反应进行得较完全；相反，如果一个反应的平衡常数小于10﹣5 ， 则认为这个反应很难进行．已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数：
CuS：Ksp=6.3×10﹣36；H2S：K a1=1.3×10﹣7 ， K a2=7.1×10﹣15 ，
通过计算说明反应CuS（s）+2H+ （aq）=Cu2+（aq）+H2S（aq）进行的程度 ．

Answer 1

【答案】
（1）酸雨；SO2+H2O?H2SO3；H2SO3?H++HSO3﹣
（2）H2S（g）+2O2（g）=SO42﹣（aq）+2H+（aq）△H=﹣806.39kJ?mol﹣1
（3）6.25×10﹣3mol/（L?min）；225（mol/L）；减小；通入足量的空气；反应很难进行
【解析】解：（1）SO2的大量排放会引起严重的环境问题是形成酸雨，二氧化硫为酸性氧化物与水生成亚硫酸，亚硫酸为弱电解质，部分电离产生氢离子与亚硫酸氢根离子，离子方程式：SO2+H2OH2SO3；H2SO3H++HSO3﹣ ，
所以答案是：酸雨；SO2+H2OH2SO3；H2SO3H++HSO3﹣；（2）由图可知，第一步热化学反应为：H2S（g）+0.5O2（g）=S（s）+H2O（g）△H=﹣221.19 kJmol﹣1；
第二步反应为：S（s）+1.5O2（g）+H2O（g）=2H+（aq）+SO42﹣（aq））△H=﹣585.20 kJmol﹣1；
依据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：H2S（g）+2O2（g）=SO42﹣（aq）+2H+（aq）△H=﹣806.39 kJmol﹣1；
所以答案是：H2S（g）+2O2（g）=SO42﹣（aq）+2H+（aq）△H=﹣806.39 kJmol﹣1 ；（3）①0﹣4min二氧化硫物质的量变化为0.10mol﹣0.050mol=0.050mol，反应速率v= =6.25×10﹣3mol/（Lmin），所以答案是：6.25×10﹣3mol/（Lmin）；
②结合图表数据，5min时n（O2）= =0.03mol，剩余氧气物质的量=0.05mol﹣0.03mol=0.02mol，6min时氧气物质的量为0.02mol，说明5分钟反应达到平衡状态，结合化学平衡三行计算列式计算平衡浓度，5min时，

	2SO2（g）+	O2（g）		2SO3（g）
起始量（mol）	0.1	0.05		0
变化量（mol）	0.06	0.03		0.06
平衡量（mol）	0.04	0.02		0.06

平衡常数= = =225（mol/L）
所以答案是：225（mol/L）；
③8min时，维持温度不变，往反应容器中再通入0.020mol SO2（g），0.010mol O2（g），Qc= = =66.67＜K，反应正向进行，平衡移动程度小重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将减小，所以答案是：减小；（4）①使生成的硫单质中不含CuS，则硫离子不能有剩余，硫离子完全被氧化为硫单质，所以氧气必须过量，采取的措施是：增大混合气体中空气的比例，通入足量的空气，
所以答案是：通入足量的空气；②反应CuS（s）+2H+ （aq）=Cu2+（aq）+H2S（aq），反应的平衡常数K= = = = =6.83×10﹣15＜10﹣5 ， 反应很难进行，
所以答案是：反应很难进行；