Question

【题目】在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H< 0。查阅资料知：SO3熔点16.83℃，沸点44.8℃。

（1）600℃时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2，O2，SO3物质的量变化如图。

①据图判断，该反应处于平衡状态的时间是_______。

②计算600℃下，该反应的化学平衡常数 K=_______。

③据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是________________(用文字表达)。

（2）某化学研究学习小组用下图的装置组装设计了一个实验，以测定SO2转化为SO3的转化率，仪器的连接顺序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。

①为提高SO2的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是____。

②在Ⅰ处用大火加热烧瓶时SO2的转化率会_______。(选填“增大”“不变”或“减小”)

③用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，称得Ⅲ处增重 m g，则本实验中SO2的转化率为_____________。

Answer 1

【答案】15~20 min、 25~30min 1.56 增大氧气的浓度（或物质的量） 先加热Ⅱ处催化剂 减小 ×100%

【解析】

（1）①根据化学平衡状态的特征分析；

②根据K的表达式和平衡时各物质的浓度计算；

③在SO2、O2、SO3物质的量的变化图中，20min时n(O2)突然增大，而此时SO2、SO3的物质的量不变，随后平衡正向移动，所以此时改变的条件应为增大O2的物质的量。

（2）I中制备SO2和O2的混合气，V装置干燥混合气，II装置实现二氧化硫的催化氧化，IV装置冷凝SO3，III装置吸收未反应的二氧化硫，据此分析结合反应特点解答。

（1）①据图判断，该反应处于平衡状态的时间是15~20min、25~30min；

答案为：15~20min、25~30min；

②600℃下，从图中可以看出，20min达平衡时，n(SO2)=0.16mol，n(O2)=0.08mol，n(SO3)=0.04mol，则浓度为c(SO2)=0.08mol/L，c(O2)=0.04mol/L，c(SO3)=0.02mol/L，

该反应的化学平衡常数 K=；

答案为：1.56；

③据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是增大氧气的浓度（或物质的量）；

答案为：增大氧气的浓度（或物质的量）。

（2）① 为提高SO2的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是先加热Ⅱ处催化剂；

答案为：先加热Ⅱ处催化剂；

② 在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，升高温度平衡逆向移动，导致SO2的转化率会减小；

答案为：减小；

③ n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸反应，理论上生成SO2 n mol；Ⅲ处增重 m g，说明未反应的SO2为mg，参加反应的SO2的质量为(64n-m)g，实验中SO2的转化率为；

答案为： 。