硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用．（1）SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等．已知：SO2Cl2（g）⇌SO2（g）+Cl2（g）△H=+97.3kJ•mol-1某温度时向体积为1L的恒容密闭容器中充

Question

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用．
（1）SO₂Cl₂常用于制造医药品、染料、表面活性剂等．已知：
SO₂Cl₂（g）⇌SO₂（g）+Cl₂（g）△H=+97.3kJ•mol^-1
某温度时向体积为1L的恒容密闭容器中充入0.20mol SO₂Cl₂，达到平衡时，容器中含0.18mol SO₂，则此过程反应吸收的热量为______kJ，该温度时反应的平衡常数为______．将上述所得混合气体溶于足量BaCl₂溶液中，最终生成沉淀的质量为______．
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）△H=-198kJ•mol^-1
400℃，1.01×10⁵Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO₂和O₂，n（SO₃）和n（O₂）随时间的变化曲线如图所示．
①0～20min反应的平均速率υ（O₂）=______．
②下列叙述正确的是______．
a．A点υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂）
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n（SO₂）相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n（SO₃）比图中D点的值大
（3）工业上用Na₂SO₃溶液吸收烟气中的SO₂．将烟气通入1.0mol•L^-1的Na₂SO₃溶液，当溶液pH约为6时，Na₂SO₃溶液吸收SO₂的能力显著下降，应更换吸收剂．此时溶液中c（SO₃^2-）的浓度是0.2mol•L^-1，则溶液中c（HSO₃^-）是______mol•L^-1．

Answer 1

（1）根据二氧化硫和反应热之间的关系式得吸收的热量=(97.3kJ)/(1mol)×0.18mol=17.5kJ；
c（SO₂）=c（Cl₂）=(0.18mol)/(1L)=0.18mol/L、c（SO₂Cl₂）=(0.20mol−0.18mol)/(1L)=0.02mol/L、
化学平衡常数K=(c(Cl2)．c(SO2))/(c(SO2Cl2))=(0.18×0.18)/(0.02)=1.62；
根据硫原子守恒计算生成硫酸钡的质量，则m（BaSO₄）=n（BaSO₄）M（BaSO₄）=n（SO₂）M（BaSO₄）=0.2mol×233g/mol=46.6g，
故答案为：17.5；1.62；46.6g；
（2）①υ（SO₃）=((△n)/(V))/(△t)=((1.6mol)/(2L))/(20min)=0.04mol/（L．min），同一可逆反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以υ（O₂）=(1)/(2)υ（SO₃）=0.02mol/（L．min），
故答案为：0.02mol/（L．min）；
②a．A点平衡向正反应方向移动，说明正反应速率大于逆反应速率，即A点υ_正（SO₂）＞υ_逆（SO₂），故正确；
b．B点还能继续向正反应方向移动，说明B点不是平衡状态，故错误；
c．C点和D点各物质的物质的量不变，说明C和D点处于平衡状态，故正确；
d．其它条件不变，升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡时n（SO₃）减小，所以n（SO₃）比图中D点的值小，故错误；
故选ac；
（3）由Na₂SO₃+SO₂+H₂O═2NaHSO₃，c（SO₃^2-）的浓度是0.2mol•L^-1，则反应的Na₂SO₃溶液为1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，由反应中的物质的量关系可知，生成的c（HSO₃^-）为0.8mol/L×2=1.6mol/L，故答案为：1.6．