Question

硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，也是化学工业的重要原料
（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料（与氧气反应）生产SO₂，进料前必须将黄铁矿粉碎，目的是

 

．
（2）实验测得SO₂反应生成SO₃的转化率与温度、压强有关，请根据表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是

 

．

压强 SO2转化率   温度	1个大气压	5个大气压	10个大气压	15个大气压
400℃	0.9961	0.9972	0.9984	0.9988
500℃	0.9675	0.9767	0.9852	0.9894
600℃	0.8520	0.8897	0.9276	0.9468

（3）利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤．
已知在T₂温度时：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1，
①在T₁温度时，该反应的平衡常数K=

10

3

，若在此温度下，向10L的恒容密闭容器中，充入0.3mol SO₂（g）、1.6mol O₂（g） 和0.3mol SO₃（g），则反应开始时正反应速率

 

逆反应速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
②在T₂温度时，开始在10L的密闭容器中加入4.0mol SO₂（g）和10mol O₂（g），一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196.6kJ．此时二氧化硫的转化率为

 

．
③在②中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂（g）平衡浓度比原来减小的是

 

（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入1mol O₂（g）
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO₃ （g）
C．降低温度
D．在其他条件不变时，减小容器的容积．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响

专题：

分析：（1）将固体物质粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，使黄铁矿反应更充分；
（2）根据SO₂的转化率及生产成本来选择．
（3）①根据平衡常数和浓度商的大小综合判断；
②先根据平衡常数计算出c（SO₂），再根据转化率公式求出SO₂的转化率；
③根据浓度、温度、压强等外界条件对化学平衡的影响，求出平衡移动后c（SO₂），

解答： 解：（1）将固体物质粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，使黄铁矿反应更充分；故答案为：增大接触面积，加快反应速率，使黄铁矿反应更充分；
（2）因为SO₂与O₂的反应是放热反应，所以选择的温度为400℃，而1个标准大气压时SO₂的转化率已经很大，再增大压强，SO₂的转化率提高不大，但会增加生产成本，所以选择1个标准大气压，故答案为：400℃，1个标准大气压；
（3）①因为浓度商Q_C=

(0.03mol/L)2

(0.03mol/L)2×0.16mol/L

=6.2＞K=

10

3

，所以化学反应逆向进行，即v（正）＜v（逆），故答案为：＜； 
②在T₂温度时，开始在10L的密闭容器中加入4.0molSO₂和10.0molO₂，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196.6kJ，根据1molSO₂完全反应放热98.3KJ；则一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ，消耗二氧化硫物质的量=

1mol×196.6KJ

98.3KJ

=2mol；依据化学平衡三段式列式计算：
             2 SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始量（mol）   4       10                  0
变化量（mol）   2       1                   2
平衡量（mol）  2        9                   2
所以SO₂的转化率α=

2mol

4mol

×100%=50%，故答案为：50%；
③A、保持温度和容器体积不变，O₂的浓度增大，平衡正向移动，SO₂的浓度减小，所以A正确；
B、保持温度和容器内压强不变，充入2mol SO₃ （g）相当于充入2.0molSO₂和5.0molO₂，新的平衡与原平衡等效，SO₂的浓度不变，所以B错误；
C、降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO₂的浓度减小，所以C正确；
D、在其他条件不变时，减小容器的容积，SO₂的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减少的方向移动，即向正反应方向移动，SO₂的浓度减小，再次到达平衡时SO₂的浓度仍比原来大，所以D错误．
故答案为：AC；

点评：本题考查了化学平衡的有关知识，如利用浓度商判断化学反应进行的方向，转化率的计算、外界条件对化学平衡的影响以及有关化学计算，沉淀转化的计算应用，试题较灵活，综合性强．