Question

硫酸生产过程中关键阶段的反应为：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

加热

 2SO₃（g）；△H＜0．一定条件下，将SO₂、O₂按体积比为1：1充入某密闭容器中．
（1）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是

 

．
A．容器中气体密度保持不变         
B．混合气体中c（SO₃）不再发生变化
C．2v_正（SO₂）═v_逆（O₂）        
D．c（SO₂）═c（SO₃）
（2）反应达到平衡时，测得SO₃的体积分数为40.0%，则SO₂的转化率为

 

．
（3）如图A为在不同温度、不同压强下达到平衡时，混合气体中SO₃的体积分数φ随度变化的曲线．图B为恒温下平衡态I到平衡态Ⅱ的变化，下列说法正确的是

 

．
A．图A中P₁＞P₂
B．图A中P₁＜P₂
C．图B为减小体系压强，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．图B为增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
（4）我国工业制备SO₂常用煅烧FeS₂方法，而有的国家用燃烧S制备SO₂．已知在101kPa时，4g硫粉在氧气中完全燃烧生成SO₂，放出27kJ的热量，硫的燃烧热为

 

；将生成的SO₂完全通入过量的强酸性的Ba（NO₃）₂溶液，可生成沉淀

 

 g（精确到0.1g）．

Answer 1

分析：（1）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变，由此衍生的一些物理量也不变，结合反应的特点进行分析；
（2）根据化学反应的三行式计算转化率；
（3）根据外界条件对化学平衡移动的影响知识来回答；
（4）根据燃烧热的概念：完全燃烧1mol物质生成最稳定化合物所放出的热量，结合硫元素守恒来计算即可．

解答：解：（1）A．容器中气体质量守恒，体积恒定，所以密度始终保持不变，故A错误；      
B．混合气体中c（SO₃）不再发生变化，符合化学平衡状态的特征，故B正确；
C．2v_正（SO₂）═v_逆（O₂），不能说明正逆反应速率相等，不能证明达到了平衡，故C错误；      
D．c（SO₂）═c（SO₃），不能说明达到了平衡，故D错误； 
故选B；
（2）设二氧化硫的变化量是x，将SO₂、O₂按体积比为1：1充入某密闭容器中，假设体积分别是V，
           2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

加热

 2SO₃（g）
初始量：V        V              0
变化量：x        0.5x           x
平衡量：V-x      V-0.5x         x，
SO₃的体积分数为40.0%，即

x

V-x+V-0.5x+x

=40%，解得x=

2

3

V，所以SO₂的转化率为

2V 3

V

×100%≈66.7%，故答案为：66.7%；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂

加热

 2SO₃（g），增大压强，化学平衡会向正方向移动，混合气体中SO₃的体积分数φ增大，根据图示的内容，的吃压强关系是P₁＞P₂，故A正确，B错误；减小体系压强，平衡逆向移动，逆反 正反应速率均会减小，故正逆反应速率均减小，故C错误；增大反应物浓度，平衡正向发生移动，正逆反应速率均增大，能达到平衡态Ⅱ，故D正确．
故选AD．
（4）在101kPa时，4g硫粉即

1

8

molS在氧气中完全燃烧生成SO₂，放出27kJ的热量，所以1mol硫完全燃烧放出的热量为：27kJ×8=216kJ，故硫单质的燃烧热是216kJ/mol，将生成的SO₂完全通入过量的强酸性的Ba（NO₃）₂溶液，可生成沉淀硫酸钡沉淀，4g硫粉即

1

8

molS最终转化为硫酸钡的物质的量是

1

8

mol，质量是

1

8

mol×233g/mol≈29.1，故答案为：29.1．

点评：本题是一道热化学和化学反应速率以及平衡知识综合考查的题目，属于综合知识的考查，难度大．