Question

硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一，也是化學工業(yè)的重要原料
（1）在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，我國采用黃鐵礦為原料（與氧氣反應）生產(chǎn)SO₂，進料前必須將黃鐵礦粉碎，目的是

 

．
（2）實驗測得SO₂反應生成SO₃的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強有關(guān)，請根據(jù)表信息，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是

 

．

壓強 SO2轉(zhuǎn)化率   溫度	1個大氣壓	5個大氣壓	10個大氣壓	15個大氣壓
400℃	0.9961	0.9972	0.9984	0.9988
500℃	0.9675	0.9767	0.9852	0.9894
600℃	0.8520	0.8897	0.9276	0.9468

（3）利用催化氧化反應將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．
已知在T₂溫度時：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1，
①在T₁溫度時，該反應的平衡常數(shù)K=

10

3

，若在此溫度下，向10L的恒容密閉容器中，充入0.3mol SO₂（g）、1.6mol O₂（g） 和0.3mol SO₃（g），則反應開始時正反應速率

 

逆反應速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
②在T₂溫度時，開始在10L的密閉容器中加入4.0mol SO₂（g）和10mol O₂（g），一定條件下當反應達到平衡時共放出熱量196.6kJ．此時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為

 

．
③在②中的反應達到平衡后，改變下列條件，能使SO₂（g）平衡濃度比原來減小的是

 

（填字母）．
A．保持溫度和容器體積不變，充入1mol O₂（g）
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃ （g）
C．降低溫度
D．在其他條件不變時，減小容器的容積．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響

專題：

分析：（1）將固體物質(zhì)粉碎，可增大接觸面積，加快反應速率，使黃鐵礦反應更充分；
（2）根據(jù)SO₂的轉(zhuǎn)化率及生產(chǎn)成本來選擇．
（3）①根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商的大小綜合判斷；
②先根據(jù)平衡常數(shù)計算出c（SO₂），再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式求出SO₂的轉(zhuǎn)化率；
③根據(jù)濃度、溫度、壓強等外界條件對化學平衡的影響，求出平衡移動后c（SO₂），

解答： 解：（1）將固體物質(zhì)粉碎，可增大接觸面積，加快反應速率，使黃鐵礦反應更充分；故答案為：增大接觸面積，加快反應速率，使黃鐵礦反應更充分；
（2）因為SO₂與O₂的反應是放熱反應，所以選擇的溫度為400℃，而1個標準大氣壓時SO₂的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，再增大壓強，SO₂的轉(zhuǎn)化率提高不大，但會增加生產(chǎn)成本，所以選擇1個標準大氣壓，故答案為：400℃，1個標準大氣壓；
（3）①因為濃度商Q_C=

(0.03mol/L)2

(0.03mol/L)2×0.16mol/L

=6.2＞K=

10

3

，所以化學反應逆向進行，即v（正）＜v（逆），故答案為：＜； 
②在T₂溫度時，開始在10L的密閉容器中加入4.0molSO₂和10.0molO₂，一定條件下當反應達到平衡時共放出熱量196.6kJ，根據(jù)1molSO₂完全反應放熱98.3KJ；則一定條件下當反應達到平衡時共放出熱量196kJ，消耗二氧化硫物質(zhì)的量=

1mol×196.6KJ

98.3KJ

=2mol；依據(jù)化學平衡三段式列式計算：
             2 SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始量（mol）   4       10                  0
變化量（mol）   2       1                   2
平衡量（mol）  2        9                   2
所以SO₂的轉(zhuǎn)化率α=

2mol

4mol

×100%=50%，故答案為：50%；
③A、保持溫度和容器體積不變，O₂的濃度增大，平衡正向移動，SO₂的濃度減小，所以A正確；
B、保持溫度和容器內(nèi)壓強不變，充入2mol SO₃ （g）相當于充入2.0molSO₂和5.0molO₂，新的平衡與原平衡等效，SO₂的濃度不變，所以B錯誤；
C、降低溫度，平衡向放熱的方向移動，而正反應為放熱，所以平衡正向移動，SO₂的濃度減小，所以C正確；
D、在其他條件不變時，減小容器的容積，SO₂的濃度瞬間增大，之后平衡向氣體體積減少的方向移動，即向正反應方向移動，SO₂的濃度減小，再次到達平衡時SO₂的濃度仍比原來大，所以D錯誤．
故答案為：AC；

點評：本題考查了化學平衡的有關(guān)知識，如利用濃度商判斷化學反應進行的方向，轉(zhuǎn)化率的計算、外界條件對化學平衡的影響以及有關(guān)化學計算，沉淀轉(zhuǎn)化的計算應用，試題較靈活，綜合性強．