Question

工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键的步骤．（1）某温度下，SO2（g）+12O2（g）?S

工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键的步骤．（1）某温度下，SO2（g）+12O2（g）?SΟ3（g）△H=-98kJ?mol-1．开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和10.0mol O2（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=______（可用分数表示）．（2）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）??2SO3（g），达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是______（填字母）．A．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2C．保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO2和0.25mol O2D．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3E．升高温度F．移动活塞压缩气体（3）某人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：______．（4）常温时，BaSO4的Ksp=1.08×10-10．现将等体积的BaCl2溶液与2.0×10-3 mol?L-1的Na2SO4溶液混合．若要生成BaSO4沉淀，BaCl2溶液的最小浓度为______．（5）如图关于2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）反应的图象中，可能正确的是______（填序号）．（6）①某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如右图所示．平衡状态由A变到B时，平衡常数：K（A）______K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．②将一定量的SO2（g）和O2（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c（SO3）的变化如下图所示．若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时SO3的浓度为0.25mol?L-1）．请在图中画出此变化过程中SO3（G）浓度的变化曲线．





Answer 1

（1）SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）；△H=-98kJ?mol^-1，
在100L的密闭容器中加入4.0mol SO₂（g）和10.0molO₂（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，则消耗SO₂2mol，
       SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）
起始   4.0mol    10.0mol  0
转化：2.0mol    1.0mol   2mol         
平衡：2.0mol    9.0mol  2.0mol                
则平衡时：c（SO₂）=0.02mol/L，c（O₂）=0.09mol/L，c（SO₃）=0.02mol/L，
所以k=

c(SO2) c(O2)

c(SO3)

=

0.02× 0.09

0.02

=0.3，
故答案为：0.3；
（2）A．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO₃，平衡向逆反应分析移动，则SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大，故A正确；
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N₂，对平衡移动没有影响，各物质的浓度不变，故B错误；
C．保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂，平衡向正反应方向移动，则SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大，故C正确；
D．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO₃，处于等效平衡状态，浓度不变，故D错误；
E．升高温度，平衡向逆反应分析移动，SO₃的浓度减小，故E错误；
F．移动活塞压缩气体，体积减小，各物质的浓度都增大，故F正确．
故答案为：A、C、F；
（3）原电池负极发生氧化反应，SO₂被氧化生成SO₄^2-，负极电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；    
（4）等体积混合后，c（SO₄^2-）=

1

2

×0.002mol/L=0.001mol/L，故BaSO₄沉淀所需Ba²⁺离子的最小浓度为c（Ba²⁺）=

1.08×10?10

0.001

mol/L=1.08×10^-7mol/L，故原BaCl₂溶液的浓度为2×1.08×10^-7mol/L=3.16×10^-7mol/L；
故答案为：3.16×10^-7mol/L；
（5）A．升高温度，逆反应速率增大更多，平衡向逆反应方向移动，图象与实际符合，故A正确；
B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，三氧化硫的含量降低，图象与实际符合，故B正确；
C．升高温度，加快反应速率到达平均的时间缩短，逆反应速率增大更多，平衡向逆反应方向移动，三氧化硫的含量降低，图象与实际不符，故C错误；
D．增大压强，加快反应速率到达平均的时间缩短，正反应速率增大更多，平衡向正反应方向移动，三氧化硫的含量增大，图象与实际符合，故D正确；
故答案为：C；
（6）①平衡常数只与温度有关，与压强无关，在温度不变的条件下，无论压强怎样变化，平衡常数都不变；
故答案为：=；
②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，压强增大平衡正向进行，若在第8分钟末达到新的平衡（此时SO₃的浓度约为0.25mol/L），依据三氧化硫浓度变化和平衡浓度画出变化图象为，故答案为：．