Question

20．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．
（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)系如右圖所示．
T₁溫度下，反應(yīng)進行到狀態(tài)D時，v（正）＞v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
溫度為T₁時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1620．
若在T₃溫度時，達平衡時測得反應(yīng)放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂并使之重新達到平衡，測得又放出熱量Q₂．則下列說法正確的是c．（填序號字母）
a．容器的壓強增大為原來的兩倍        b．Q₂一定等于Q₁
c．新平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率一定大于80%  d．T₃時的平衡常數(shù)大于T₁時的平衡常數(shù)
（3）為了驗證SO₂既具有還原性又具有酸性氧化物的性質(zhì)，下列試劑中能選取的合適實驗試劑依次是d，b（填序號字母）．
a．品紅溶液　     b．澄清的石灰水       c．燒堿溶液  d．溴水
（4）實驗室存放的Na₂SO₃溶液容易變質(zhì)，請完成下列檢驗，該Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)的實驗報告：
①步驟一：用試管取適量的待測溶液；
②步驟二：向所取溶液中加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液；
③實驗現(xiàn)象及對應(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 （2））狀態(tài)D時的SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，未達到90%，反應(yīng)向正反應(yīng)進行；
根據(jù)SO₃平衡時的濃度，利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)計算；
在T₃溫度時，達平衡時測得反應(yīng)放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應(yīng)方向移動，放出的熱量增大，等效為增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，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，平衡常數(shù)降低；
（3）選擇由氧化性的試劑，檢驗二氧化硫的還原性，且現(xiàn)象明顯；
選擇堿溶液，檢驗二氧化硫是酸性氧化物，且現(xiàn)象明顯；
（4）Na₂SO₃溶液變質(zhì)，會有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：（2）狀態(tài)D時的SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，未達到90%，反應(yīng)向正反應(yīng)進行，v_正＞v_逆；
T₁溫度下，反應(yīng)達到平衡狀態(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=$\frac{0．{9}^{2}}{0．{1}^{2}×0.05}$=1620；
在T₃溫度時，達平衡時測得反應(yīng)放出的熱量為Q₁．此時再向容器中加入2mol SO₂、1mol O₂，平衡向正反應(yīng)方向移動，放出的熱量增大，等效為增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，故容器內(nèi)壓強小于原來的2倍，放出的熱量Q₂＞Q₁，故ab錯誤，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，平衡常數(shù)降低，故d錯誤；
故答案為：＞；1620；c；
（3）溴水檢驗強氧化性，氧化二氧化硫，溶液顏色褪去，可以用溴水驗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)選項不明顯，可以用氫氧化鈣溶液驗證SO₂具有酸性氧化物的性質(zhì)，
故答案為：d；b；
檢驗二氧化硫是酸性氧化物，且現(xiàn)象明顯；
（4）Na₂SO₃溶液變質(zhì)，會有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)．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，題目難度中等，涉及化學(xué)平衡圖象與影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)計算、硫化合物的性質(zhì)、實驗方案設(shè)計等，題目較為綜合，是對知識的綜合利用，（2）中注意利用等效平衡分析，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能理解及化學(xué)計算能力．