Question

（1）在硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃是反應的關鍵，其反應的化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₂（g），反應混合體系SO₃的百分含量和溫度的關系如圖所示（曲線上任何一點都表示平衡狀態），根據圖示回答下列問題：
①反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₂（g）的△H

 

0（填“＞”或“＜”）．若在恒溫恒容條件下，上述反應達到平衡，再給該平衡體系中通入SO₃氣體，容器內的壓強

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡

 

移動（填“向正反應方何”、“逆反應方向’或“不”）若在恒溫恒壓條件下，上述反應達到平衡，再給該平衡體系中通入大量氮氣后，體系重新達到平衡，此平衡與原平衡相比較，SO₂的物質的量

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），O₂的物質的量濃度

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②若溫度為T₁、T₂，反應的平衡常數分別為K₁K₂  則K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”），反應進行到D點狀態時，V_正

 

V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
③在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，在500℃開始反應，半分鐘達到平衡，測得容器內含SO₃ 0.18mol，則v（O₂）=

 

mol?L^-1?min^-1，若繼續通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，平衡發生了移動，再次達到平衡后，

 

mol＜n（SO₃）＜

 

mol．
（2）已知三種無色溶液：a．NaHCO₃溶液，b．AlCl₃溶液，c．NaAlO₂溶液，它們兩兩反應均能生成Al（OH）₃沉淀．請回答下列問題：
①兩種溶液恰好完全反應，所得溶液中c（OH^-）=

Kw

（K_w是水的離子積），則這兩種溶液可為

 

（填字母）．
②能體現出NaHCO₃在反應中，HCO^-₃的水解程度小于電離程度的離于方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）①由圖象可知反應混合體系SO₃的百分含量隨溫度升高而減小，據此分析；壓強隨氣體物質的量的增大而增大；根據濃度對平衡的影響分析；根據壓強對平衡的影響分析；
②根據溫度對平衡的影響分析K的大小；根據反應進行的程度分析；
③化學反應速率的定義求出氧氣的速率；根據影響化學平衡的因素來判斷平衡移動方向，利用極限法求出再次達平衡后n（SO₃）的范圍；
（2）①兩種溶液恰好完全反應，所得溶液中c（OH^-）=

Kw

，說明溶液為中性，依此判斷；
②HCO^-₃的水解程度小于電離程度，則NaHCO₃溶液中HCO^-₃電離生成CO₃^2-，所以反應后會生成CO₃^2-．

解答：解：（1）①由圖象可知反應混合體系SO₃的百分含量隨溫度升高而減小，即升高溫度平衡逆向移動，所以正方向為放熱反應，△＜0；壓強隨氣體物質的量的增大而增大，通入SO₃氣體，氣體總物質的量增大壓強增大；若在恒溫恒壓條件下，上述反應達到平衡，再給該平衡體系中通入大量氮氣后，由于壓強不變，容器的體積增大，反應物所占分壓減小，則平衡向逆方向移動，所以SO₂的物質的量增大，O₂的物質的量也增大，由于體積增大所以O₂的物質的量濃度減小；
故答案為：＜；增大；逆反應方向；增大；減小；
②由圖象可知T₁＜T₂，已知△＜0，所以升高溫度平衡逆向移動，K減小，即K₁＞K₂；由圖象可知反應進行到D點時為達到平衡狀態，所以反應向正方向進行，
則V_正＞V_逆；
故答案為：＞；＞；
③當生成0.18molSO₃時，參加反應的氧氣的物質的量為x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₂（g），
          1        2
          x     0.18mol
 

1

2

=

x

0.18

  則x=0.09mol
v（O₂）=

0.09mol

5L?0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
繼續通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器內壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應方向移動；
用極限法求出n（SO₃）的范圍，
假設平衡不移動，此時n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假設0.40molSO₂完全生成SO₃，根據化學方程式2SO₂+O₂?2SO₃ 可知n（SO₃）=0.4mol，
所以再次達到平衡時，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol；
故答案為：0.036；0.3  0.4；
（2）①兩種溶液恰好完全反應，所得溶液中c（OH^-）=

Kw

，即c（OH^-）=c（H⁺），說明溶液為中性，NaHCO₃溶液與AlCl₃溶液反應生成為：3NaHCO₃+AlCl₃=Al（OH）₃↓+3CO₂↑+3NaCl，二氧化碳溶于水顯弱酸性；NaHCO₃溶液與NaAlO₂溶液反應為：NaHCO₃+NaAlO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+Na₂CO₃，溶液顯堿性；AlCl₃溶液與NaAlO₂溶液反應為：3NaAlO₂+AlCl₃+6H₂O=4Al（OH）₃↓+3NaCl，溶液顯中性，所以符合題意的溶液為b c；
故答案為：b c；
②HCO^-₃的水解程度小于電離程度，則NaHCO₃溶液中HCO^-₃電離生成CO₃^2-，所以反應后會生成CO₃^2-；已知NaHCO₃溶液與NaAlO₂溶液反應為：NaHCO₃+NaAlO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+Na₂CO₃，其離子方程式為HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-，則該反應能體現出NaHCO₃在反應中HCO^-₃的水解程度小于電離程度，
故答案為：HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-．

點評：本題考查了平衡移動及影響因素，平衡常數的應用，溶液中離子之間的反應等，題目涉及的內容較多，考查角度廣，難度較大．