Question

8．研究硫酸工業(yè)原理及含硫化合物的性質具有重要意義．
（1）硫酸工業(yè)生產中涉及反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，SO₂的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示，則：
①壓強：P₁＜P₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②A、B兩點的平衡常數：K（A）=K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③200℃時，將一定量的SO₂和O₂充入容積不變的密閉容器中，經10min后測得容器中各物質的物質的量濃度如下表所示：

氣體	SO2	O2	SO3
濃度（mol•L-1）	0.4	1.2	1.6

計算上述反應在0～10min內，v（O₂）=0.08mol•L^-1•min^-1mol•L^-1•min^-1．能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是d（填序號）．
a．v_正（O₂）=v_逆（SO₃）               b．SO₂和SO₃物質的量之和保持不變
c．混合氣體的密度保持不變        d．體系的壓強保持不變
（2）Cu₂S在高溫條件下發(fā)生如下反應：2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-773kJ•mol^-1
當該反應有1.2mol電子轉移時，反應釋放出的熱量為77.3kJ．
（3）某研究小組把鋼鐵中的硫轉化為H₂SO₃溶液，然后用標準濃度的I₂溶液進行滴定，滴定中使用的指示劑為淀粉試液（寫名稱），滴定過程中c（SO₃^2-）減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
（4）利用反應2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄可以處理SO₂尾氣，若將該反應設計為原電池，用稀硫酸作電解質溶液，其正極電極反應式為4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①根據圖知，相同溫度下，增大壓強，平衡正向移動，則二氧化硫轉化率增大；
②化學平衡常數只與溫度有關；
③在0～10min內，v（SO₃）=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16mol/（L•min），同一可逆反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數之比，據此計算氧氣反應速率；可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量不變、物質的量濃度不變、質量分數不變以及由此引起的一系列物理量不變；
（2）根據反應熱和轉移電子之間的關系式計算；
（3）I₂溶液滴定管為酸式滴定管，因為I₂遇到淀粉會變藍色，所以可以用淀粉溶液作指示劑；根據反應H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-來解答；
（4）根據原電池原理，正極發(fā)生的是化合價降低得電子的還原反應；

解答 解：（1）①根據圖知，相同溫度下，增大壓強，平衡正向移動，則二氧化硫轉化率增大，相同溫度下，P₁ 時二氧化硫轉化率小于P₂時二氧化硫轉化率，則P₁＜P₂，故答案為：＜；
②化學平衡常數只與溫度有關，相同溫度下，所以A、B點的化學平衡常數相等，故答案為：=；
③在0～10min內，v（SO₃）=$\frac{1.6mol/L}{10min}$=0.16mol/（L•min），同一可逆反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（SO₃）=$\frac{1}{2}$×0.16mol/（L•min）=0.08mol•L^-1•min^-1，
a．2v_正（O₂）=v_逆（SO₃），正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．無論反應是否達到平衡狀態(tài)，SO₂和SO₃物質的量之和始終保持不變，所以不能據此判斷平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．反應前后氣體質量不變、容器體積不變，所以混合氣體的密度始終保持不變，則不能根據密度判斷平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．該反應是一個反應前后氣體體積改變的可逆反應，當體系的壓強保持不變，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：0.08mol•L^-1•min^-1；d；
（2）該反應2Cu₂S（s）+3O₂（g）═2Cu₂O（s）+2SO₂（g）中，當轉移12mol電子時放出773kJ熱量，當轉移1.2mol電子時放出熱量77.3kJ熱量；
故答案為：77.3；
（3）I₂溶液滴定管為酸式滴定管，因為I₂遇到淀粉會變藍色，所以可以用淀粉溶液作指示劑，滴定終點時溶液的顏色變化為無色變?yōu)樗{色；
由反應的離子方程式H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-可知c（SO₃^2-）減小；
故答案為：淀粉試液；減小；
（4）原電池正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應，根據方程式可知是O₂得電子，另外，由于H₂SO₄存在，所以發(fā)生的O₂酸性條件下的電極反應：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O；
故答案為：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、氧化還原反應、圖象分析等知識點等，清楚發(fā)生的電極反應是解題的關鍵，是對學生綜合能力的考查，難度中等．