Question

对工业废气物进行脱硫(SO₂)处理并加以利用，不仅可防止大气污染，还能实现一定经济效益。回答下列问题：

（1）热化学碘硫循环脱硫,涉及以下三个反应：

bunsen反应：SO₂(g)+I₂(g)+2H₂O(l)═2HI (g)+H₂SO₄(l)   △H

硫酸分解反应：2H₂SO₄(l)=2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(l)   △H=+462kJ·mol^-1

碘化氢分解反应：2HI( g)=H₂( g)+I₂( g)△H=+10kJ·mol^-1

已知氢气的燃烧热为286kJ·mol^-1,则bunsen反应的△H=_________kJ·mol^-1。

（2）在活性炭催化下，SO₂与Cl₂发生反应：SO₂(g)+Cl₂(g)SO₂Cl₂(g)△H<0。在定温定压条件下，容器体积为10 L的容器中加入等物质的量的SO₂和Cl₂，充分混合(二者物质的量均为nmol)后,达到平衡后容器体积为8L。

①SO₂Cl₂能与水发生非氧化还原反应，生成两种酸，则这两种酸的化学式为_________。

②下列事实中，不能作为判断硫元素和氯元素非金属性强弱的依据是_________(填字母)。

A．硫化氢的分解温度为300℃左右，氯化氢1500℃才分解

B．氢硫酸(H₂S的水溶液)是一种弱酸，盐酸是强酸

C． 将氯气通入氢硫酸中,溶液中产生黄色浑浊

D．高氯酸在无机含氧酸中酸性最强

③该 温 度下，SO₂ 的平衡转化率α₁=_________， 反应的平衡常数 K=_________(列式并计算)。

④下列措施中不能进一步提高氯气的平衡转化率的是_________。

A．平衡后将容器的体积压缩为4L            B．增大二氧化硫的浓度

C．升高温度                                D．将SO₂Cl₂ (g )液化分离

⑤若向该容器中初始投入SO₂和Cl₂的物质的量均为0.5nmol，则达到平衡时SO₂的平衡转化率：α₂_________ 填“>”“<”或“=”)α₁。

Answer

+45 H2SO4、HCl B 40% = = mol·L-1 C =

【解析】（1）由氢气的燃烧热286kJ·mol-1可得，①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=﹣572kJ•mol﹣1；②2HI( g)=H2( g)+I2( g) △H=+10kJ·mol-1；③2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=+462kJ·mol-1。由盖斯定律可知，(①+2×②+③)×可以得到热化学方程式2HI(g)+H2SO4(l)=SO2(g)+I2(g)+2H2O(l) △H=﹣45KJ/mol，则其逆反应(Bunsen反应)的热化学方程式为SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)═2HI (g)+H2SO4(l) △H=+45KJ/mol。

（2）在活性炭催化下，SO2与Cl2发生反应：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) △H<0。在定温定压条件下，容器体积为10 L的容器中加入等物质的量的SO2和Cl2，充分混合(二者物质的量均为nmol)后,达到平衡后容器体积为8L。

①SO2Cl2能与水发生水解反应，生成两种酸，这两种酸为H2SO4、HCl。

②下列事实中，A．硫化氢的分解温度为300℃左右，氯化氢1500℃才分解，所以氯化氢比硫化氢稳定，所以可证明氯的非金属性比硫强；B．由于氢硫酸和盐酸都不是最高价氧化物对应的水化物，所以无法根据它们的酸性判断硫和氯的非金属性强弱；C． 将氯气通入氢硫酸中,溶液中产生黄色浑浊，说明 氯气可以把氢硫酸中的硫置换出来，可以证明氯的非金属性比硫强；D．高氯酸在无机含氧酸中酸性最强，强于硫酸，可证明氯的非金属性比硫强。综上所述，不能作为判断硫元素和氯元素非金属性强弱的依据是B。

③在定温定压条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比。所以，，解之得，SO2 的平衡转化率α1=40%， 反应的平衡常数 K== = mol·L-1。

④下列措施中，A．平衡后将容器的体积压缩为4L，平衡向正反应方向移动，可以进一步提高氯气的平衡转化率；B．增大二氧化硫的浓度，平衡向正反应方向移动，可以进一步提高氯气的平衡转化率； C．由于该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯气的平衡转化率减小； D．将SO2Cl2 (g )液化分离，可以减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，可以进一步提高氯气的平衡转化率。综上所述，不能进一步提高氯气的平衡转化率的是C。

⑤若向该容器中初始投入SO2和Cl2的物质的量均为0.5nmol，在同温同压下，投料的比例与平衡相同，所以，达到平衡时SO2的平衡转化率不变，即α2=α1。