Question

【題目】【加試題】工業制硫酸，利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是一個關鍵步驟。請回答：

（1）某溫度下，SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ；ΔH＝－98 kJ · mol-1。開始時在100 L的密閉容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g)，當反應達到平衡時共放出熱量196 kJ，該溫度下平衡常數K＝________ 。

（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，發生下列反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，達到平衡后改變下述條件，SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大的是________(填字母)。

A．保持溫度和容器體積不變，充入2 mol SO3

B．保持溫度和容器體積不變，充入2 mol N2

C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5 mol SO2和0.25 molO2

D．保持溫度和容器內壓強不變，充入1 mol SO3

E．升高溫度

F．移動活塞壓縮氣體

（3）某人設想以下圖所示裝置用電化學原理生產硫酸，寫出通入SO2的電極的電極反應式：______。

（4）下列關于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應的圖像中，一定正確的是________(填序號)。

（5）①某溫度下，SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如下圖所示。當平衡狀態由A變到B時，平衡常數K(A)_______ K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，c(SO3)的變化如下圖所示。若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后，在第8分鐘達到新的平衡(此時SO3的濃度為0.25 mol·L－1)。請在下圖畫出此變化過程中SO3(g)濃度的變化曲線。

Answer 1

【答案】（1） （2分）（2）ACF （2分）（3）SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋（2分） （4） ABD（2分）

（5） ① ＝（1分） ②（1分）

【解析】

試題分析：（1）反應達到平衡時共放出196kJ的熱量，根據熱化學方程式可知反應了2.0mol SO2和1.0mol O2，則

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

起始濃度（molL1） 0.04 0.1 0

轉化濃度（molL1） 0.02 0.01 0.02

平衡濃度（molL1） 0.02 0.09 0.02

該溫度下的平衡常數K=。

（2）A、保持溫度和容器體積不變，充入2molSO3，平衡向逆反應方向移動，則SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來增大，A正確；B、保持溫度和容器體積不變，充入2molN2，對平衡移動沒有影響，各物質的濃度不變，B錯誤；C、保持溫度和容器體積不變，充入0.5 mol SO2和0.25 molO2，平衡向正反應方向進行，再次平衡后各物質的濃度均增大，C正確；D、保持溫度和容器內壓強不變，充入1molSO3，處于等效平衡狀態，濃度不變，D錯誤；E、升高溫度，平衡向逆反應方向移動，SO3的濃度減小，E錯誤；F、移動活塞壓縮氣體濃度均增大，F正確，答案選ACF。

（3）依據圖中所示裝置，二氧化硫失電子發生氧化反應，在水溶液中轉化為硫酸；電極反應為SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋。

（4）A、溫度升高，平衡逆向移動，逆反應速率增加的倍數大，A正確；B、圖像的前半段為反應建立平衡的過程，SO3%逐漸增大，T1之后的階段為化學反應隨溫度的升高平衡移動的過程，升高溫度，平衡逆向移動SO3%逐漸減小，圖像正確，B正確；C、600℃高于500℃，平衡逆向移動，SO3%逐漸減小，圖像錯誤，C錯誤；D、增大壓強，平衡正向移動，SO3%增大，圖像正確，D正確，答案選ABD。

（5）①平衡常數只與溫度有關系，溫度不變，平衡常數不變，即K(A)＝K(B)。

②將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，c(SO3)的變化如下圖所示。若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后，壓強增大，物質的濃度瞬間變為原來的2倍，平衡向正反應方向進行，在第8分鐘達到新的平衡(此時SO3的濃度為0.25 mol·L－1)，則此變化過程中SO3(g)濃度的變化曲線可表示為。