Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為在實(shí)驗室再現(xiàn)二氧化硫催化氧化的過程，并制取少量三氧化硫晶體，設(shè)計了如圖所示的裝置。已知三氧化硫遇水生成硫酸并放出大量熱，容易形成酸霧。試回答：

（1）已知450℃時，反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝25，則在450℃時，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為___。

（2）A中的試劑是___。

（3）在實(shí)驗過程中不必持續(xù)加熱，說明該平衡的△H___0（填“>”或“＝”或“<”）,C裝置用來收集三氧化硫，其中冰鹽水的作用是___；若用32g銅跟足量濃硫酸反應(yīng)制取二氧化硫，實(shí)驗結(jié)束時得到20g三氧化硫，該實(shí)驗中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不小于___。

（4）請指出本套實(shí)驗裝置的明顯缺陷是：___。

Answer 1

【答案】0.04 濃H2SO4 ＜ 冷卻SO3以得到晶體 50% 缺少尾氣吸收裝置

【解析】

(1)相同條件下，可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)，據(jù)此分析計算；

(2)根據(jù)圖示，進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管的氣體需要干燥，據(jù)此分析判斷；

(3)在實(shí)驗過程中不必持續(xù)加熱，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；結(jié)合三氧化硫的熔沸點(diǎn)分析解答；32g銅的物質(zhì)的量==0.5mol，根據(jù)2H2SO4(濃) + CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑計算理論上得到的三氧化硫，再計算二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；

(4)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，尾氣中一定含有二氧化硫，據(jù)此分析解答。

(1)相同條件下，可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)，因此在450℃時，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)==0.04，故答案為：0.04；

(2)根據(jù)圖示，進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管的氣體需要干燥，因此A中的試劑為濃硫酸，故答案為：濃H2SO4；

(3)在實(shí)驗過程中不必持續(xù)加熱，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；C裝置用來收集三氧化硫，其中冰鹽水可以冷卻SO3以得到三氧化硫晶體；32g銅的物質(zhì)的量==0.5mol，根據(jù)2H2SO4(濃) + CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑可知，理論上跟足量濃硫酸反應(yīng)可以生成0.5mol二氧化硫，若完全轉(zhuǎn)化，能夠得到0.5mol三氧化硫，因此實(shí)驗中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不小于×100%=50%，故答案為：＜；冷卻SO3以得到晶體；50%；

(4)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，尾氣中一定含有二氧化硫，會污染環(huán)境，故答案為：缺少尾氣吸收裝置。