Question

【題目】【加試題】工業(yè)制硫酸，利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。請(qǐng)回答：

（1）某溫度下，SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ；ΔH＝－98 kJ · mol-1。開始時(shí)在100 L的密閉容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196 kJ，該溫度下平衡常數(shù)K＝________ 。

（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，達(dá)到平衡后改變下述條件，SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大的是________(填字母)。

A．保持溫度和容器體積不變，充入2 mol SO3

B．保持溫度和容器體積不變，充入2 mol N2

C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5 mol SO2和0.25 molO2

D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1 mol SO3

E．升高溫度

F．移動(dòng)活塞壓縮氣體

（3）某人設(shè)想以下圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，寫出通入SO2的電極的電極反應(yīng)式：______。

（4）下列關(guān)于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應(yīng)的圖像中，一定正確的是________(填序號(hào))。

（5）①某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如下圖所示。當(dāng)平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)_______ K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，c(SO3)的變化如下圖所示。若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后，在第8分鐘達(dá)到新的平衡(此時(shí)SO3的濃度為0.25 mol·L－1)。請(qǐng)?jiān)谙聢D畫出此變化過程中SO3(g)濃度的變化曲線。

Answer 1

【答案】（1） （2分）（2）ACF （2分）（3）SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋（2分） （4） ABD（2分）

（5） ① ＝（1分） ②（1分）

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出196kJ的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式可知反應(yīng)了2.0mol SO2和1.0mol O2，則

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

起始濃度（molL1） 0.04 0.1 0

轉(zhuǎn)化濃度（molL1） 0.02 0.01 0.02

平衡濃度（molL1） 0.02 0.09 0.02

該溫度下的平衡常數(shù)K=。

（2）A、保持溫度和容器體積不變，充入2molSO3，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大，A正確；B、保持溫度和容器體積不變，充入2molN2，對(duì)平衡移動(dòng)沒有影響，各物質(zhì)的濃度不變，B錯(cuò)誤；C、保持溫度和容器體積不變，充入0.5 mol SO2和0.25 molO2，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，再次平衡后各物質(zhì)的濃度均增大，C正確；D、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1molSO3，處于等效平衡狀態(tài)，濃度不變，D錯(cuò)誤；E、升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，SO3的濃度減小，E錯(cuò)誤；F、移動(dòng)活塞壓縮氣體濃度均增大，F(xiàn)正確，答案選ACF。

（3）依據(jù)圖中所示裝置，二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在水溶液中轉(zhuǎn)化為硫酸；電極反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋。

（4）A、溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大，A正確；B、圖像的前半段為反應(yīng)建立平衡的過程，SO3%逐漸增大，T1之后的階段為化學(xué)反應(yīng)隨溫度的升高平衡移動(dòng)的過程，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)SO3%逐漸減小，圖像正確，B正確；C、600℃高于500℃，平衡逆向移動(dòng)，SO3%逐漸減小，圖像錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；D、增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，SO3%增大，圖像正確，D正確，答案選ABD。

（5）①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，溫度不變，平衡常數(shù)不變，即K(A)＝K(B)。

②將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，c(SO3)的變化如下圖所示。若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后，壓強(qiáng)增大，物質(zhì)的濃度瞬間變?yōu)樵瓉淼?倍，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，在第8分鐘達(dá)到新的平衡(此時(shí)SO3的濃度為0.25 mol·L－1)，則此變化過程中SO3(g)濃度的變化曲線可表示為。