Question

（14分）利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．

（1）T1℃時，在1L密閉容器中充入0.6molSO3，圖1表示SO3物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。

①平衡時，SO3的轉(zhuǎn)化率為 (保留小數(shù)點后一位)；T1℃時，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 的平衡常數(shù)為 ；其他條件不變，在8min時壓縮容器體積至0.5L，則n(SO3)的變化曲線為 (填字母)。

②下表為不同溫度（T）下，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) （△H＜0）的化學平衡常數(shù)（K）

T/℃	T2	T3
K	20.5	4.68

由此推知，溫度最低的是 （填“T1”、“T2” 或 “T3”）。

③在溫度為T1℃時，向該1L的密閉容器中同時加入0.2molSO2、xmolO2、0.2molSO3三種氣體，在達到平衡前若要使SO3的濃度減小，則x的取值范圍是 。

（2）科學家研究出用電化學原理生產(chǎn)硫酸的新工藝，裝置如圖2所示，總反應(yīng)的化學方程式為 ，其陽極的電極反應(yīng)式為

Answer 1

（1）① 66.7% 1.25 c ② T2 ③ 0<x<0.8

（2）2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 SO2+2H2O -2e- = SO42-+4H+

【解析】

試題分析：（1）①在8min時反應(yīng)達平衡，SO3的物質(zhì)的量減小了0.4mol，SO3的轉(zhuǎn)化率α=

×100%= 66.7%；T1℃反應(yīng)達平衡時, 反應(yīng)達平衡的物質(zhì)的量0.2mol，同時生成0.2mol O2和0.4mol SO2，c（SO3）=0.2mol /L,c(O2)= 0.2mol /L ,c(SO2)= 0.4mol /L,所以2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常數(shù)k=0.2mol /L×（0.4mol /L）2÷（0.2mol /L）2=0.8，則2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)=1/k= 1.25。②由△H＜0，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，即溫度越低平衡常數(shù)越大，所以溫度最低的是T2。③要使SO3的濃度減小，平衡逆向移動，計算此時的濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較，若Qc＞k，反應(yīng)向逆反應(yīng)進行。Qc=（0.2mol /L）2÷[X×（0.2mol /L）2]＞1.25，解得X＜0.8，即x的取值范圍是0<x<0.8。（2）依據(jù)圖裝置分析，二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，二氧化硫被氧化為三氧化硫溶于水生成硫酸；總反應(yīng)的化學方程式為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，陽極電極反應(yīng)為：SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-。

考點：考查化學平衡計算。