Question

工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键步骤。

（1）某温度下，2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）  △H=-197 kj／mol。开始时在10 L的密闭容器中加入4．0 mol SO₂（g）和10．0 mol O₂（g），当反应达到平衡时共放出197kJ的热量，该温度下的平衡常数K=    ，升高温度K将    （填“增大、减小或不变”）。

（2）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO₂和1mol O₂，发生下列反应：

2SO₂（g）+O₂（g）       2SO₃（g），达到平衡后，改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃的平衡浓度都比原来增大的是    （填字母）。

A．恒温恒容，充入2mol SO₃    B．恒温恒容，充入2mol N₂

C．恒温恒压，充入1 mol SO₃   D．升高温度

（3）在一密闭容器中进行下列反应：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g），化学兴趣小组的同学探究了其他条件不变时，改变某一条件时对上述反应的影响，并根据实验数据作出了下列关系图。下列判断中正确的是    （填字母）。

A．图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高

B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高

C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且乙的温度较低

D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高

（4）某实验小组设想如下图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式：    。

（5）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：

SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）    △H₁=-197 kJ／mol；

H₂O（g）=H₂O（1）    △H₂=-44 kJ／mol：

2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（1）  H₃=-545 kJ／mol。

写出SO₃（g）与H₂O（1）反应的热化学方程式是    。

（6）由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，当两种沉淀共存时，SO₄^2-和CO₃^2-的浓度之比    。[已知该温度时，Ksp（BaSO₄）=1．3x10^-10，Ks_P（BaCO₃）=5．2x10^-9]。

 

Answer 1

【答案】

（1）10/9 （2分）  减小（2分）

（2）A（2分） 

（3）CD（2分）

（4）SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺（2分）

（5）SO₃（g） + H₂O（1）  H₂SO₄（l）       △H₁= －130kJ/mol；（3分） 

（6）1：40（2分）

【解析】

试题分析：（1）反应达到平衡时共放出197kJ的热量，根据热化学方程式可知反应了2.0mol SO₂和1.0mol O₂，

根据三段式进行计算： 2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）

起始浓度（mol•L‾¹）   0.4       1            0

转化浓度（mol•L‾¹）   0.2      0.1           0.2

平衡浓度（mol•L‾¹）   0.2      0.9           0.2

该温度下的平衡常数K= 0.2²÷（0.2²×0.9）=10/9；因为该反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，所以K将减小。

（2）A、保持温度和容器体积不变，充入2mol SO₃，平衡向逆反应分析移动，则SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大，正确；B、保持温度和容器体积不变，充入2mol N₂，对平衡移动没有影响，各物质的浓度不变，错误；C、保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO₃，处于等效平衡状态，浓度不变，错误；D、升高温度，平衡向逆反应分析移动，SO₃的浓度减小，错误。

（3）A、催化剂不影响平衡，SO₃的浓度相等，与图像不符合，错误；B、甲的反应速率快，所以甲的压强大，平衡向右移动，SO₂的转化率大，与图像不符合，错误；C、甲的反应速率快，所以甲的温度高，平衡向左移动，SO₂的转化率小，与图像符合，正确；D、催化剂加快反应速率，不影响平衡，与图像符合，正确。

（4）依据图中所示装置，二氧化硫失电子发生氧化反应，在水溶液中转化为硫酸；电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺。

（5）首先写出SO₃与水反应的化学方程式并注明状态，然后根据盖斯定律求出反应热，∆H=-1/2∆H₁-∆H₂+1/2∆H₃=－130kJ•mol‾¹，即可写出热化学方程式。

（6）c(SO₄²‾)：c(CO₃²‾)=Ksp(BaSO₄）/c(Ba²⁺)：Ksp(BaCO₃）/c(Ba²⁺)=Ksp(BaSO₄）/Ksp(BaCO₃）=1：40

考点：本题考查平衡常数的计算、平衡移动、图像的分析、电极方程式的书写、热化学方程式的书写、Ksp的计算。