Question

I．制取三氧化硫反应的化学方程式为：2SO₂（g）十O₂（g）

加热

催化剂

2SO₃（g）
（1）此反应是工业上生产

 

的重要步骤．
（2）能够说明在恒温恒容条件下，上述反应已经达到化学平衡状态的是

 

（填序号）．
a．每生成1mol SO₃的同时生成0.5mol O₂
b．容器中混合气体的密度不变
c．SO₂、O₂、SO₃的物质的量之比为2：1：2
d．容器中气体总压强不变
（3）在400℃时，常压下，容积为1.0L的密闭容器中充入1.00mol SO₂（g）和0.96mol O₂（g），充分反应后，测得还有0.04mol SO₂剩余，并放出190.08KJ的热量．
①根据有关数据，请分析在工业生产中选择常压反应器的原因：

 

．
②写出此反应的热化学方程式：
2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=

 

．
Ⅱ．（1）在某温度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，测得溶液中OH^-浓度和时间的图象如下：
①求该温度时，氨水的电离平衡常数K=

 

．
②在t₁时刻再加入H₂O配成2L溶液，于t₂时刻重新达到平衡，请在坐标系中画出t₁～t₂时间内OH^-浓度随时间变化的曲线．
（2）将a mol/L的盐酸和b mol/L氨水等体积混合，混合后体积为混合前体积之和，充分反应后所得溶液显中性．
①a

 

 b（填“＜”、“=”或“＞”）
②根据物料守恒原理，求混合后溶液中剩余氨水浓度：c（NH₃?H₂O）=

 

．（用含有a、b的式子表示）

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,热化学方程式,化学平衡常数的含义,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：Ⅰ、（1）二氧化硫的催化氧化是制备硫酸的重要步骤；
（2）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，做题时要注意方程式前后气体的化学计量数的关系；
（3）①计算常压下的二氧化硫转化率分析判断；
②计算对应反应的焓变，依据热化学方程式书写方法写出；
Ⅱ、（1）①依据电离平衡常数概念列式计算；
②在t₁时刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀释氢氧根离子浓度减小，一水合氨是弱电解质存在电离平衡，促进电离氢氧根离子略增加，于t₂时刻重新达到平衡氢氧根离子浓度减小；
（2）①依据盐酸和氨水恰好反应生成氯化铵溶液呈酸性，若溶液呈中性氨水过量；
②将a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根据k=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

计算；

解答： 解：（1）二氧化硫的催化氧化是制备硫酸的重要步骤；
故答案为：硫酸；
（2）a、每生成1mol SO₃的同时生成0.5mol O₂，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故a正确；
b、容器是恒容的，无论反应是否达到平衡状态，混合物的质量始终不变，容器的体积不变，导致密度始终不变，所以不是达到平衡状态的标志，故b错误；
c、SO₂、O₂与SO₃的物质的量之比为2：1：2，这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关，不能确定是否达到平衡，故c错误；
d、该反应是一个反应前后气体体积改变的化学反应，当反应达到平衡状态时，各物质的量不变，导致容器中压强不随时间的变化而改变，故d正确；
故选：ad；
（3）①在400℃时，常压下，容积为1.0L的密闭容器中充入1.00mol SO₂（g）和0.96mol O₂（g），充分反应后，测得还有0.04mol SO₂剩余，并放出190.08KJ的热量，反应过程中二氧化硫的转化率=

1.00mol-0.04mol

1.00mol

×100%=96%，在常压下，此反应的转化率已经达到96%，没有必要再增大压强了；
故答案为：在常压下，此反应的转化率已经达到96%，没有必要再增大压强了；
②依据题意可知反应0.96mol放热190.08KJ，2mol二氧化硫反应放热396KJ，热化学方程式2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=-396KJ/mol；
故答案为：-396kJ/mo1；
II．（1）①在某温度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，测得溶液中OH^-浓度和时间的图象中平衡状态下氢氧根离子浓度为0.02mol/L；
平衡常数K=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

0.02mol/L×0.02mol/L

1mol/L-0.02mol/L

=4.00×10^-4；
故答案为：4.00×10^-4；
②在t₁时刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀释氢氧根离子浓度减小，一水合氨是弱电解质存在电离平衡，促进电离氢氧根离子略增加，于t₂时刻重新达到平衡氢氧根离子浓度减小；画出的图象为：；
故答案为：；
（2）①依据盐酸和氨水恰好反应生成氯化铵溶液呈酸性，若溶液呈中性氨水过量a＜b；
故答案为：＜；
②求混合后溶液中剩余氨水浓度设为C，依据平衡常数概念计算，将b mol?L^-1的氨水与a mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

a

2

mol/L，c=

b

2

mol/L-

a

2

mol/L=

b-a

2

mol/L；
故答案为：

b-a

2

mol/L；

点评：本题考查了化学平衡影响因素分析，平衡常数计算应用，弱电解质电离平衡的分析计算，掌握基础是关键，题目难度中等．