Na2SO3的氧化反应:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq)△H=m kJ•mol﹣1 . 其反应速率受溶解氧浓度影响,分为富氧区和贫氧区两个阶段.<br/>(1)

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-04 10:09:40 高中化学

Na2SO3的氧化反应:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq)△H=m kJ•mol﹣1 . 其反应速率受溶解氧浓度影响,分为富氧区和贫氧区两个阶段.(1)已知O2(g)⇌O2(aq)△H=nkJ•mol﹣1 , Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为______(2)291.5K时,1.0L溶液中Na2SO3初始量分别为4、6、8、12mmol,溶解氧浓度初始值为9.60mg•L﹣1 , 每5s记录溶解氧浓度,实验结果如图.当Na2SO3的初始量为12mmol,经过20s溶解氧浓度降为6.40mg•L﹣1 , 则0﹣20s内Na2SO3的平均反应速率为______mol•L﹣1•s﹣11(3)为确定贫氧区速率方程v=kca(SO32﹣)•cb(O2)中a,b的值(取整数),分析实验数据.

c(Na2SO3)×103

3.65

5.65

7.65

11.65

v×106

10.2

24.4

44.7

103.6

①当溶解氧浓度为4.0mg•L﹣1时,c(Na2SO3)与速率数值关系如表,则a=______②当溶解氧浓度小于4.0mg•L﹣1时,图中曲线皆为直线,则b=______ ,(4)两个阶段不同温度的速率常数(k)之比如表.

反应阶段

速率方程

2

富氧区

v=kc(SO32﹣)•c(O2)

1.47

贫氧区

v=kca(SO32﹣)•cb(O2)

2.59

已知ln 3 =﹣ 45 ),R为常数,Ea(富氧区)______Ea(贫氧区)(填“>”或“<”).(5)结合图表分析,Na2SO3初始量不同时,划分富氧区与贫氧区的溶解氧浓度是否相同,为什么?.(6)一定温度下,化学反应速率仅与决速步的反应物浓度有关.Na2SO3氧化反应历程涉及的 ①SO32﹣+O2→SO5﹣②SO5﹣+SO32﹣→SO52﹣+SO3﹣③SO32﹣+SO32﹣→SO3﹣+SO32﹣④SO32﹣+O2→SO5﹣⑤SO52﹣+SO32﹣→2SO42﹣富氧区与和贫氧区的决速步分别是______、______(填序号)

【答案】

(1)2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq)△H=(m+n)kJ?mol﹣1

(2)1.00×10﹣5

(3)2;0

(4)<

(5)解:不同;因为Na2SO3初始浓度不同,溶解氧浓度与时间呈线性关系的起始溶解氧浓度不同;

(6)①;③

【解析】

解:(1)已知:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq)△H=m kJ•mol﹣1①O2(g)⇌O2(aq)△H=nkJ•mol﹣1②

将方程式①+②得2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq)△H=(m+n)kJ•mol﹣1;

所以答案是:2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq)△H=(m+n)kJ•mol﹣1;(2)0﹣20s内溶解氧浓度变化量=(9.60﹣6.40)mg/L=3.20mg/L=3.20×10﹣3 g/L,则△c(O2)= 1 =10﹣4 mol/L,根据方程式得△c(Na2SO3)=2△c(O2)=2×10﹣4 mol/L,0﹣20s内Na2SO3的平均反应速率v= 2 =1.00×10﹣5mol•L﹣1•s﹣1;

所以答案是:1.00×10﹣5;(3)①当溶解氧浓度为4.0mg•L﹣1时,c(Na2SO3)与速率数值关系如表,v1:v2=c1a(SO32﹣):c2a(SO32﹣), 3 = 4 ,解得a=2;

所以答案是:2;

②当溶解氧浓度小于4.0mg•L﹣1时,图中曲线皆为直线,说明该方程为一次函数,k为常数,v与c(SO32﹣)有关,溶解氧浓度对v无影响,所以b=0;

所以答案是:0;(4)ln 5 随着Ea的增大而增大,富氧区的ln 5 较小,故Ea(富氧区)<Ea(贫氧区);

所以答案是:<;(5)从图表可知Na2SO3初始浓度不同,溶解氧浓度与时间呈线性关系的起始溶解氧浓度不同;

答:不同;因为Na2SO3初始浓度不同,溶解氧浓度与时间呈线性关系的起始溶解氧浓度不同;(6)富氧区的化学反应速率与SO32﹣和溶解氧的浓度有关,故富氧区与的决速步为①,贫氧区的化学反应速率与氧浓度无关,决速步为③;

所以答案是:①;③.

【考点精析】认真审题,首先需要了解化学平衡状态本质及特征(化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效)),还要掌握化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%)的相关知识才是答题的关键.

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