Question

研究硫及其化合物性質(zhì)有重要意義．
（1）Cu₂S在高溫條件下發(fā)生如下反應(yīng)：
2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ?mol^-1．
當(dāng)該反應(yīng)有0.2mol SO₂生成時(shí)，反應(yīng)釋放出的熱量為

77.3

kJ．
（2）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．
向2L的容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示．
T₁溫度下，反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，v_（正）

＞

v_（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
溫度為T₁時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

1620

．
若在T₃溫度時(shí)，達(dá)平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為Q₁．此時(shí)再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂并使之重新達(dá)到平衡，測(cè)得又放出熱量Q₂．則下列說法正確的是

c

．（填序號(hào)字母）
a．容器的壓強(qiáng)增大原來(lái)的兩倍
b．Q₂一定等于Q₁
c．新平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率一定大于80%
d．T₃時(shí)的平衡常數(shù)大于T₁時(shí)的平衡常數(shù)
（3）為了驗(yàn)證SO₂既具有還原性還具有酸性氧化物的性質(zhì)，下列試劑中能選取的合適實(shí)驗(yàn)試劑依次是

d

、

b

（填序號(hào)字母）．
a．品紅溶液   b．澄清的石灰水   c．燒堿溶液   d．溴水
（4）實(shí)驗(yàn)室存放的Na₂SO₃溶液容易變質(zhì)，請(qǐng)完成下列檢驗(yàn)該Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
①步驟一：用試管取適量的待測(cè)溶液；
②步驟二：向所取溶液中

加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液

；
③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及對(duì)應(yīng)結(jié)論：

若出現(xiàn)白色沉淀，則Na₂SO₃溶液變質(zhì)，若不出現(xiàn)白色沉淀，則Na₂SO₃溶液未變質(zhì)

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)放出的熱量；
（2））狀態(tài)D時(shí)的SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，未達(dá)到90%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行；
根據(jù)SO₃平衡時(shí)的濃度，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)k=

c2(SO3)

c2(SO2)×c(O2)

計(jì)算；
在T₃溫度時(shí)，達(dá)平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為Q₁．此時(shí)再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，放出的熱量增大，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，由圖可知，溫度越高SO₂的轉(zhuǎn)化率越小，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)降低；
（3）選擇由氧化性的試劑，檢驗(yàn)二氧化硫的還原性，且現(xiàn)象明顯；
選擇堿溶液，檢驗(yàn)二氧化硫是酸性氧化物，且現(xiàn)象明顯；
（4）Na₂SO₃溶液變質(zhì)，會(huì)有Na₂SO₄生成，取少許溶液加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，通過觀察是否有白色沉淀生成確定是否變質(zhì)．

解答：解：（1）由2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ?mol^-1可知，當(dāng)該反應(yīng)有0.2mol SO₂生成時(shí)，反應(yīng)釋放出的熱量為773kJ×

0.2mol

2mol

=77.3kJ，
故答案為：77.3；
（2）狀態(tài)D時(shí)的SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，未達(dá)到90%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，v_正＞v_逆；
T₁溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，SO₂的轉(zhuǎn)化率為90%，則SO₂的濃度變化為1mol/L×90%=0.9mol?L^-1，
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．     
開始（mol/L）：1       0.5        0
變化（mol/L）：0.9     0.45      0.9
平衡（mol/L）：0.1     0.05      0.9
所以該溫度下平衡常數(shù)k=

0．92

0．12×0.05

=1620；
在T₃溫度時(shí)，達(dá)平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為Q₁．此時(shí)再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，放出的熱量增大，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，故容器內(nèi)壓強(qiáng)小于原來(lái)的2倍，放出的熱量Q₂＞Q₁，故ab錯(cuò)誤，c正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，由圖可知，溫度越高SO₂的轉(zhuǎn)化率越小，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)降低，故d錯(cuò)誤；
故答案為：＞；1620；c；
（3）溴水檢驗(yàn)強(qiáng)氧化性，氧化二氧化硫，溶液顏色褪去，可以用溴水驗(yàn)證二氧化硫的還原性；
二氧化硫與氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液都放出反應(yīng)生成亞硫酸鹽與水，亞硫酸鈉溶于水，亞硫酸鈣為白色沉淀，故二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)選項(xiàng)不明顯，可以用氫氧化鈣溶液驗(yàn)證SO₂具有酸性氧化物的性質(zhì)，
故答案為：d；b；
檢驗(yàn)二氧化硫是酸性氧化物，且現(xiàn)象明顯；
（4）Na₂SO₃溶液變質(zhì)，會(huì)有Na₂SO₄生成，取少許溶液加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則Na₂SO₃溶液變質(zhì)，若不出現(xiàn)白色沉淀，則Na₂SO₃溶液未變質(zhì)，
故答案為：加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液；若出現(xiàn)白色沉淀，則Na₂SO₃溶液變質(zhì)，若不出現(xiàn)白色沉淀，則Na₂SO₃溶液未變質(zhì)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)平衡圖象與影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、硫化合物的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，題目較為綜合，是對(duì)知識(shí)的綜合利用，（2）中注意利用等效平衡分析，難度中等．