Question

工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，將SO₂氧化為SO₃是關(guān)鍵一步．
（1）某溫度下，SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）；△H=-98kJ?mol^-1．開始時(shí)在10L的密閉容器中加入4.0mol SO₂（g）和5.0molO₂（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ，該溫度下平衡常數(shù)K=

 

．
（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）達(dá)到平衡后改變下述條件，SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大的是

 

．
A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂
C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol SO₃
E．升高溫度    
F．移動(dòng)活塞壓縮氣體
（3）某人設(shè)想以如圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，寫出通入SO₂的電極的電極反應(yīng)式：

 

．
（4）在0.1mol?L^-1的（NH₄）₂SO₄溶液中，離子濃度由大到小的順序是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)平衡的影響因素,離子濃度大小的比較

專題：

分析：（1）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算得到；
（2）根據(jù)平衡移動(dòng)的方向判斷；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂被氧化生成SO₄^2-；
（4）硫酸銨溶液中銨根離子水解溶液呈酸性，依據(jù)離子濃度大小分析；

解答： 解：（1）某溫度下，SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）；△H=-98kJ?mol^-1．開始時(shí)在10L的密閉容器中加入4.0mol SO₂（g）和5.0mol O₂（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ，消耗二氧化硫物質(zhì)的量為：

196

98

=2mol，平衡三段式得到
            2 SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-196kJ?mol^-1．
起始量（mol） 4        5        0
變化量（mol） 2        1        2            196KJ
平衡量（mol） 2        4        2
該溫度下平衡常數(shù)K=

[SO3]2

[SO2]2?[O2]

=

( 2mol 10L )2

( 2mol 10L )2× 4mol 10L

=2.5L/mol
故答案為：2.5L/mol；
（2）A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃，平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng)，則SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，故A正確；
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，對(duì)平衡移動(dòng)沒有影響，各物質(zhì)的濃度不變，故B錯(cuò)誤；
C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，故C正確；
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol SO₃，處于等效平衡狀態(tài)，濃度不變，故D錯(cuò)誤；
E．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng)，SO₃的濃度減小，故E錯(cuò)誤；
F．移動(dòng)活塞壓縮氣體，體積減小，各物質(zhì)的濃度都增大，故F正確．
故答案為：A、C、F；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂被氧化生成SO₄^2-，負(fù)極電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（4）在0.1mol?L^-1的（NH₄）₂SO₄溶液中，硫酸銨溶液中銨根離子水解溶液呈酸性，離子濃度由大到小的順序是c（NH₄⁺）＞c （SO₄^2-）＞c （H⁺）＞c （OH^-）；
故答案為：c（NH₄⁺）＞c （SO₄^2-）＞c （H⁺）＞c （OH^-）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的分析判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，原電池原理的應(yīng)用，溶液中離子濃度大小比較，平衡影響因素的分析判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．