Question

（20分）（1）硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工業(yè)制硫酸的重要反應之一。

2SO2(氣）+ O2 (氣）2SO3(氣）△H＜0。

根據(jù)化學平衡原理來確定的條件或措施有 （填序號）。

A 為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，加入過量的空氣

B 含SO2的爐氣在進行氧化反應以前必須凈化，其目的就是為了除塵、以防催化劑中毒

C 使用作V2O5催化劑

D．反應條件不使用很高溫度

E．氧化反應在常壓下進行

（2）某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(P)的關系

如下圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：

①將2 mol SO2和1 mol O2置于10L密閉容器中，反應達到平衡后，體系的總壓為0.10MpPa，該反應的平衡常數(shù)為 。

②平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）若實驗室在催化劑存在的條件下，向某密閉容器中充入1.6molSO2和0.8molO2，此時容器體積為100L，在溫度和壓強不變條件下反應達到平衡，SO3體積分數(shù)為0.50，SO2的轉(zhuǎn)化率為α。

①達平衡時混合氣體的體積為_________，α為_________；

②若保持溫度和壓強不變，平衡時再充入1 molSO3，則平衡時SO2體積分數(shù)為 ；

③若起始時充入x mol SO2、y molO2和z mol SO3，在，反應達平衡時，測得混合氣體的體積為120 L，SO3體積分數(shù)仍為0.5。則x、 y應滿足的關系式為 ，x、z應滿足的關系式為 。

④在同樣的溫度下，若條件為恒溫恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO2和0.8molO2到達平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率_______α(填“大于”、“小于”或“等于”)

（4）硫酸工業(yè)的尾氣中含有少量的SO2，常用氨水吸收后在加硫酸，回收SO2同時得到化肥硫酸銨，硫酸銨溶液中各離子物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為 。

 

Answer 1

（20分，每空2分）（1）AD

（2）①800 ②=

（3） ①80L 60% ②1/3 ③x=2y,x+z=2.4 ④小于

（4）c(NH4+)>c(SO42-)> c(H＋)> c（OH－）

【解析】

試題分析：(1)A、為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，加入過量的空氣，氧氣濃度增大，平衡正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，正確；B、含SO2的爐氣在進行氧化反應以前必須凈化，其目的就是為了除塵、以防催化劑中毒，是根據(jù)催化劑確定的，與化學平衡無關，錯誤；C、使用催化劑，不影響化學平衡的移動，與反應速率有關，與化學平衡無關，錯誤；D、反應條件不使用很高溫度，是因為該反應是放熱反應，溫度不高，有利于正反應正向進行，是根據(jù)化學平衡確定的，正確；E、氧化反應在常壓下進行，是因為此壓強下的二氧化硫的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，沒必要再增大壓強，不是由化學平衡確定的，錯誤，答案選AD；

（2）①體系總壓強是0.10MpPa時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是80%，則參加反應的二氧化硫為2mol×80%=1.6mol，則：

              2SO2(氣）+ O2 (氣）2SO3(氣）

開始（mol）： 2         1            0

變化（mol）： 1.6     0.8            1.6

平衡（mol）： 0.4     0.2           1.6

所以平衡時濃度：c（SO2）=0.04mol/L，c（O2）=0.02mol/L，c（SO3）=0.16mol/L，故平衡常數(shù)k=0.162/0.042×0.02=800；

②該圖像是某溫度下的圖像，化學平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)= K(B)；

（3）①平衡時三氧化硫的體積分數(shù)也是物質(zhì)的量分數(shù)，設消耗氧氣的物質(zhì)的量是xmol，則 

2SO2(氣）+ O2 (氣）2SO3(氣）

開始（mol）： 1.6         0.8            0

變化（mol）： 2x    x           2x

平衡（mol）： 1.6-2x    0.8-x 2x

所以2x/(1.6-2x+0.8-x+2x)=0.5,解得x=0.48，則平衡時氣體的物質(zhì)的量是反應前的（1.6+0.8-0.48）/(1.6+0.8)=0.8，所以平衡時混合氣體的體積也是原來的0.8倍，即100L×0.8=80L；二氧化硫的轉(zhuǎn)化率α為2x/1.6×100%=60%;

②保持溫度和壓強不變，再充入1 molSO3，轉(zhuǎn)化為二氧化硫、氧氣的物質(zhì)的量之比仍是2:1，所以再達平衡時與原平衡是等效的，二氧化硫的體積分數(shù)與原平衡相同，都是（1.6-2x）/(1.6-2x+0.8-x+2x)=1/3；

③SO3體積分數(shù)仍為0.5，所以與原平衡是等效平衡，因為原平衡時二氧化硫、氧氣得物質(zhì)的量之比是2:1，且SO3轉(zhuǎn)化為二氧化硫、氧氣的物質(zhì)的量之比仍是2:1，所以x:y=2:1,即x=2y；將zmol的SO3轉(zhuǎn)化為二氧化硫的物質(zhì)的量是zmol，平衡時的體積是120L，是原平衡時體積80L的1.5倍，則二氧化硫、氧氣得起始物質(zhì)的量相當于是1.6mol、0.8mol的1.5倍，所以x+z=1.6×1.5=2.4；

④若條件為恒溫恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO2和0.8molO2到達平衡時，與恒溫恒壓比壓強減小，平衡逆向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低，所以SO2的轉(zhuǎn)化率小于α；

（4）硫酸銨溶液由于銨根離子的水解使溶液呈酸性，所以溶液中離子的濃度大小順序是c(NH4+)>c(SO42-)> c(H＋)> c（OH－）。

考點：考查化學平衡的移動、平衡常數(shù)的計算，等效平衡的判斷與應用，離子濃度的比較