Question

工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤．（1）某温度下，2SO2（g）+O2（g）?2SO3

工业制硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤．（1）某温度下，2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-197kJ/mol．开始时在10L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197kJ的热量，该温度下的平衡常数K=______，升高温度K将______（填“增大、减小或不变”）．（2）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2，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的平衡浓度都比原来增大的是______（填字母）．A．恒温恒容，充入2mol SO3 B．恒温恒容，充入2mol N2C．恒温恒压，充入1mol SO3 D．升高温度（3）在一密闭容器中进行下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），化学兴趣小组的同学探究了其他条件不变时，改变某一条件时对上述反应的影响，并根据实验数据作出了下列关系图．下列判断中正确的是______（填字母）．A．图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且乙的温度较低D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高（4）某实验小组设想下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：______．（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；H2O（g）=H2O（l）△H2=-44kJ/mol；2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）H3=-545kJ/mol．写出SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是______．（6）由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，当两种沉淀共存时，SO42-和CO32-的浓度之比______．[已知该温度时，Ksp（BaSO4）=1.3×10-10，Ksp（BaCO3）=5.2×10-9]．





Answer 1

（1）开始时在10L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197kJ的热量，则消耗SO₂为2mol，
     2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；
起始：4mol    10mol      0
转化：2mol     1mol    2mol
平衡：2mol     9mol    2mol
所以K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=

( 2 10 )2

( 2 10 )2× 9 10

=

10

9

，因为正反应是放热反应，所以升高温度K将减小，
故答案为：

10

9

；减小；
（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．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO₃，处于等效平衡状态，浓度不变，故C错误；
D．升高温度，平衡向逆反应分析移动，SO₃的浓度减小，故D错误；
故答案为：A；
（3）A、图I中，根据到达平衡时间可知，在乙条件下的化学反应速率，明显比在甲条件下的化学反应速率快；在乙条件下C的平衡浓度，比在甲条件下的C的平衡浓度大，相比较而言，条件乙既有利于此反应的化学反应速率增大又有利于平衡向正反应方向移动，说明甲、乙两个条件不仅影响化学反应速率，而且影响化学平衡，而催化剂不影响化学平衡，故A错误；
B、从化学反应速率来讲，是甲的压强较高，增大压强平衡右移，B的转化率增大，与图Ⅱ不符，故B错误；
C、图Ⅱ根据到达平衡时间可知，如果甲、乙两个条件是温度对反应的影响，从化学反应速率来讲，是甲的温度较高，升高温度平衡向逆反应移动，故甲的转化率小于乙的转化率，图象与实际相符合，故C正确；
D、催化剂只改变化学反应速率不影响化学平衡，但甲的时间短，反应速率快，则甲的催化效率高，故D正确；
故选：CD；
（4）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⁺；
（5）2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
H₂O （g）=H₂O（1）△H₂=一44kJ/mol ②
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用盖斯定律：（③-①-②×2）÷2 得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol，
故答案为：SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol；
（6）K_sp（Ba SO₄）=c（Ba²⁺）（SO₄^2-）=1.3×10^-10；K_sp（BaCO₃）=c（Ba²⁺）c（CO₃^2-）=2.6×10^-9，
所以c（CO₃^2-）：c（SO₄^2-）=K_sp（BaCO₃）：K_sp（Ba SO₄）=5.2×10^-9：1.3×10^-10=40：1，
故答案为：1：40．