Question

【题目】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 molSO2(g)和10.0 molO2(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_____________（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2molSO2和1molO2，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）某实验小组设想如右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：① 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1= —197 kJ/mol；② H2O(g)=H2O(l)△H2= —44 kJ/mol；③ 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) △H3= —545 kJ/mol。写出SO3(g)与H2O(l)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，SO42-和CO32-的浓度之比___________________________。 （已知该温度时，Ksp（BaSO4）=1.3×10-10，Ksp（BaCO3）= 5.2×10-9。）

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-=SO42-+4H+（2分）

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

（6）1：40（2分）

【解析】

试题（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（molL1） 0.4 1 0

转化浓度（molL1） 0.2 0.1 0.2

平衡浓度（molL1） 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-=SO42-+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=-1/2H1-H2+1/2H3=－130kJmol1，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