Question

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．

已知：SO₂（g）+1/2O₂（g）⇌SO₃（g）△H=﹣98kJ•mol^﹣1．

（1）某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=，若在此溫度下，向100L的恒容密閉容器中，充入3.0mol SO₂（g）、16.0mol O₂（g）和3.0mol SO₃（g），則反應(yīng)開始時v（正）　　v（逆）（填“＜”、“＞”或“=”）．

（2）一定溫度下，向一帶活塞的體積為2L的密閉容器中充入2.0mol SO₂和1.0mol O₂，達(dá)到平衡后體積變?yōu)?.6L，則SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為　　．

（3）在（2）中的反應(yīng)達(dá)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1.0mol O₂

B．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1.0mol SO₃

C．降低溫度

D．移動活塞壓縮氣體

（4）若以如圖所示裝置，用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，寫出通入O₂電極的電極反應(yīng)式為　　．

（5）為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，硫酸溶液的濃度應(yīng)維持不變，則通入SO₂和水的質(zhì)量比為　　．

Answer 1

考點：

化學(xué)平衡建立的過程；化學(xué)平衡的影響因素；化學(xué)平衡的計算．.
專題：	化學(xué)平衡專題．
分析：	（1）根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 （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(qiáng)等外界條件對化學(xué)平衡的影響，求出平衡移動后c（SO2）， （4）通入O2電極的電極是正極反應(yīng)，氧氣得到電子生成氫氧根離子，在酸性溶液中生成水； （5）根據(jù)SO2、O2和水形成硫酸溶液的濃度為50%，求出SO2和水的質(zhì)量比．
解答：	解：（1）因為濃度商QC==2.5＞K，所以化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行，即v（正）＞v（逆）； 故答案為：＞；        （2）根據(jù)V前/V后=n前/n后 可得，向一帶活塞的體積為2L的密閉容器中充入2.0mol SO2和1.0mol O2，達(dá)到平衡后體積變?yōu)?.6L，n后=2.4mol                     SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）  開始（mol）         2.0     1.0         0  反應(yīng)（mol）          a       a        a  平衡（mol）        2.0﹣a    1﹣a       a  則：（2.0﹣a）+（1.0﹣a）+a=2.4 a=1.2  所以SO2的轉(zhuǎn)化率α=×100%=60%，故答案為：60%；         （3）A、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(qiáng)不變，充入0.4mol SO3，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(yīng)為放熱，所以平衡正向移動，SO2的濃度減小，所以C正確； D、移動活塞壓縮氣體，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(yīng)方向移動，SO2的濃度減小，再次到達(dá)平衡時SO2的濃度仍比原來大，所以D錯誤．  故答案為：A、C； （4）通入O2電極的電極是正極反應(yīng)，氧氣得到電子生成氫氧根離子，在酸性溶液中生成水，電極反應(yīng)為：O2+4e﹣+4 H+=2H2O； 故答案為：O2+4e﹣+4 H+=2H2O； （5）設(shè)：SO2和水的質(zhì)量分別為a、b                SO2 +H2O⇌H2SO3          64   18   82          a   2H2SO3 +O2═2H2SO4  164        196 則：硫酸溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 ×100%=50%， 所以a：b=16：29； 故答案為：16：29．
點評：	本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)知識，如利用濃度商判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，轉(zhuǎn)化率的計算、外界條件對化學(xué)平衡的影響以及有關(guān)化學(xué)計算，試題較靈活，綜合性強(qiáng)，題目難度較大．