Question

SO2的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一，该反应的化学方程式为：2SO2+O2?2SO3，△H＜0．请回答下列

SO2的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一，该反应的化学方程式为：2SO2+O2?2SO3，△H＜0．请回答下列问题：（1）判断该反应达到平衡状态的标志是______（填字母）．a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等（2）当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的是______．（填字母）a．向装置中再充入N2 b．向装置中再充入O2c．改变反应的催化剂 d．降低温度（3）将0.050mol SO2（g）和0.030mol O2（g）放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L．计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的转化率（不必写出计算过程）．①平衡常数K=______；②平衡时，SO2的转化率α（SO2）=______．（4）SO2尾气常用饱和Na2SO3溶液吸收，减少SO2气体污染并可得到重要的化工原料NaHSO3．已知NaHSO3溶液同时存在以下两种平衡：①HSO3-?SO32-+H+，②HSO3-+H2O?H2SO3+OH-；常温下，0．l mol/L NaHSO3溶液的pH＜7，则该溶液中c（H2SO3）______c（SO32-）（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

（1）a．SO₂和SO₃浓度相等，不能怎么正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；     
b．SO₂百分含量保持不变是平衡标志，故b正确；
c．反应前后气体体积分数变化，容器中气体的压强不变说明反应达到平衡状态，故C正确；   
d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等是你反应正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为：bc；
（2）当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，提高SO₂平衡转化率，平衡正向进行；
a．向装置中再充入N₂，恒容恒温容器中总压增大分压不变，平衡不变，故a错误；          
b．两种反应物增加一种会提高另一种的转化率，向装置中再充入O₂，会提高二氧化硫转化率，故b正确；
c．改变反应的催化剂，改变反应速率不改变化学平衡，故c错误；              
d．反应是放热反应，降低温度平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，故d正确；
故答案为：bd；   
（3）将0.050mol SO₂（g）和0.030mol O₂（g）放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L．
                  2SO₂+O₂?2SO₃，
起始量（mol）  0.05   0.03     0
变化量（mol）  0.04    0.02    0.04
平衡量（mol） 0.01     0.01     0.04
①平衡常数K=

0.042

0.012×0.01

=1.6×10³，故答案为：1.6×10³；   
②平衡时，SO₂的转化率α（SO₂）=

0.04mol

0.05mol

×100%=80%，故答案为：80%；  
（4）已知NaHSO₃中的HSO₃^-既能电离又能水解：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-电离显酸性，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃ +OH^- 水解显碱性；常温下，0.1mol?L^-1NaHSO₃溶液的pH小于7，
说明电离大于水解，故：c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），故答案为：＜．