Question

硫及其化合物有广泛应用。

（1）硫酸生产过程中涉及以下反应。已知25℃、101KPa时：

①2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(l)═2H₂SO₄(l)△H=-457kJ•mol^-1

②SO₃(g)+H₂O(l)═H₂SO₄(l)△H=-130kJ•mol^-1

则SO₂催化氧化为SO₃（g）的热化学方程式为______________________。

（2）对于SO₃催化氧化反应：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）．

①甲图是SO₂催化氧化反应时SO₂（g）和SO₃（g）的浓度随时间的变化情况．反应从开始到达到平衡时，用O₂表示的平均反应速率为______________________。

②在一容积可变的密闭容器中充入20molSO₂（g）和l0molO₂（g），O₂的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图乙所示．则P₁与P₂的大小关系是P₁____________P₂（填＞、=或＜）；A、B、C 三点的平衡常数大小关系是______（用K_A、K_B、K_C和＞、=、＜表示）。理由是____________。

（3）工业生成硫酸过程中，通常用氨水吸收尾气。

①如果在25℃时，相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水，发生反应的离子方程式为____________。所得溶液中c(H⁺)-c(OH^-)= ______（填序号）。

A．c(SO₃^2-)-c(H₂SO₃)                 B．c(HSO₃^-)+c(SO₃^2-)-c(NH₄⁺)

C．c(SO₃^2-)+c(NH₃•H₂O)-c(H₂SO₃)      D．c(HSO₃^-)+2c(SO₃^2-)-c(NH₄⁺)

②已知：在25℃时NH₃•H₂O、H₂SO₃电离平衡常数如下表，则上述所得溶液中，各离子浓度由大到小的顺序为___________________________。

	NH3•H2O	H2SO3
电离平衡常数为 （mol•L^-1）	1.7×10^-5	Ka1	Ka2
1.54×10^-2	1.02×10^-7

Answer

（1）2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g) △H=-197kJ•mol-1

（2）①0.0375mol/(L．min) ②＜ KA=KB＞KC 平衡常数只受温度影响，与压强无关，正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小

（3）①SO2+NH3+H2O=NH4++HSO3-；CD ②c(NH4+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)

【解析】

试题分析：（1）已知：①．2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)═2H2SO4（l）△H=-457kJ•mol-1②．SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(l) △H=-130kJ•mol-1根据盖斯定律，①-2×②可得：2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g) △H=-197kJ•mol-1；（2）①v(SO3)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min_，速率之比等于化学计量数之比，则v(O2)=1/2v(SO3)=1/2×0.075mol/(L·min)=0.0375mol/(L·min)；②正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氧气的转化率增大，故压强P1＜P2；平衡常数只受温度影响，与压强无关，正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故平衡常数：KA=KB＞KC；

（3）①同物质的量的SO2与NH3溶于水，发生反应生成亚硫酸氢铵，反应离子方程式为：SO2+NH3+H2O=NH4++HSO3-；根据电荷守恒，可知：c(H+)+c(NH4+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)，则c(H+)-c(OH-)=c(HSO3-)+2c(SO32-)-c(NH4+)溶液中氢离子源于水电离、HSO3-的水解、NH4+的水解，氢氧根离子源于水的电离、HSO3-的水解，由水电离得到的c水(H+)与c水(OH-)相等，则c(H+)-c(OH-)=[c(SO32-)+c(NH3•H2O)+c水(H+)]-[c(H2SO3)+c水(OH-)]=c(SO32-)+c(NH3•H2O)-c(H2SO3)，故CD正确；②在NH4HSO3溶液中HSO3－的电离抑制NH4+的水解，溶液显酸性，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(NH4+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。

【考点定位】本题反应热有关计算、反应速率计算、化学平衡计算、化学平衡图象、离子浓度大小比较等，

【名师点晴】本题重点考查了溶液中离子浓度的比较，如（3）中离子浓度判断为易错点、难点，解答是注意灵活应用利电荷守恒、物料守恒并建立相应等式，再结合电离平衡与水解平衡的相对强弱程度准确判断溶液的酸碱性，进行分析解答。