(2009?江門一模)(1)下表為某溫度和壓強下,密閉容器中SO2氧化為SO3反應在不同時間各物質(zhì)的濃度(mol/L)
時間(min) 0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 10 7 5 3.5 2 1 1 1
O2 5 3.5 2.5 1.75 1 0.5 0.5 0.5
SO3 0 3 5 6.5 8 9 9 9
試畫出V(SO3)-t圖.

(2)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時,利用催化氧化反應將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個關(guān)鍵步驟.壓強及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分數(shù)為:SO2:7%,O2:11%,N2:82%):
壓強/MPa
溫度/℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2% 99.6% 99.7% 99.9%
500 93.5% 96.9% 97.8% 99.3%
600 73.7% 85.8% 89.5% 96.4%
①如何利用表中數(shù)據(jù)推斷SO2的氧化反應的熱效應?
壓強一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應方向移動,所以二氧化硫的氧化反應為放熱反應
壓強一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應方向移動,所以二氧化硫的氧化反應為放熱反應

②在400一500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:
從化學平衡移動條件分析應該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,反而增加成本,所以工業(yè)上直接采用常壓
從化學平衡移動條件分析應該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,反而增加成本,所以工業(yè)上直接采用常壓

③工業(yè)制硫酸所產(chǎn)生的尾氣含有SO2、微量的SO3和酸霧.為了保護環(huán)境將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應,寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應的化學方程式:
2H2SO3+O2=2H2SO4 ;2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4
2H2SO3+O2=2H2SO4 ;2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4

④能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是
BC
BC
.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞試液   
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液    
D.氨水、酚酞試液
⑤某溫度下,SO2氧化為SO3在10L的密閉容器中進行,開始向容器加入4.0mol SO2和10.0molO2,當反應達到平衡時,混合氣體為13.0mol,則SO2的轉(zhuǎn)化率為
50%
50%
,該溫度反應的平衡常數(shù)
1.1L?mol-1
1.1L?mol-1
分析:(1)畫V(S03)-t圖.依據(jù)題干中所給的數(shù)據(jù)在坐標系中描點畫出變化曲線,注意起點、拐點、終點的判斷;
(2)①依據(jù)壓強及溫度對S02轉(zhuǎn)化率的影響數(shù)據(jù),分析溫度改變對二氧化硫轉(zhuǎn)化率的影響分析,進而判斷反應吸熱放熱;
②從所給數(shù)據(jù)分析,常壓下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率與加壓時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率對比,改變不大;
③尾氣含有S02、微量的S03和酸霧,其中二氧化硫會發(fā)生反應生成亞硫酸、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨,這些物質(zhì)易被氧化;
④測定硫酸尾氣中S02含量,尾氣中含有三氧化硫,需要加入與二氧化硫反應的試劑,不與三氧化硫反應,且現(xiàn)象明顯;
⑤利用化學平衡的三段式進行計算,計算出消耗量計算轉(zhuǎn)化率,計算出平衡濃度計算平衡常數(shù);
解答:解:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,起點三氧化硫生成的量為0,反應到50min后,三氧化硫濃度不再變化,說明已達到平衡,依據(jù)各點數(shù)據(jù)在坐標系中描點連線,畫出變化曲線如圖:

故答案為:;
(2)①依據(jù)數(shù)據(jù)分析,壓強一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應方向移動,所以二氧化硫的氧化反應為放熱反應,
故答案為:壓強一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應方向移動,所以二氧化硫的氧化反應為放熱反應;
②壓強及溫度對S02轉(zhuǎn)化率的影響依據(jù)表中數(shù)據(jù),400℃~500℃時,1標準大氣壓時二氧化硫轉(zhuǎn)化率為97.8%、99.7%;10大氣壓時二氧化硫轉(zhuǎn)化率為99.3%、99.7%;對比數(shù)據(jù)可知,增大到10個大氣壓,二氧化硫轉(zhuǎn)化率變化不大,但增大壓強會對設(shè)備要求更高,成本高,所以工業(yè)上直接采用常壓;
故答案為:從化學平衡移動條件分析應該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,反而增加成本,所以工業(yè)上直接采用常壓;
③尾氣含有S02、微量的S03和酸霧,其中二氧化硫會發(fā)生反應生成亞硫酸、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨,這些物質(zhì)易被氧化;故答案為:2H2SO3+O2=2H2SO4; 2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4;2(NH42SO3+O2=2(NH42SO4中的任意兩個;
④測定硫酸尾氣中S02含量,尾氣中含有三氧化硫,需要加入與二氧化硫反應的試劑,不與三氧化硫反應,且現(xiàn)象明顯;Na0H溶液、酚酞試液和氨水、酚酞試液;和二氧化硫、三氧化硫反應,所以不能準確測定二氧化硫的含量;KMnO4溶液、稀H2SO4和二氧化硫反應,全部反應的現(xiàn)象是到溶液紫紅色恰好褪去;和碘水、淀粉溶液反應,二氧化硫全部反應的現(xiàn)象是藍色恰好變?yōu)闊o色;上述高錳酸鉀、碘單質(zhì)和二氧化硫反應,與三氧化硫不反應,所以利用反應,計算被試劑吸收的二氧化硫,得到二氧化硫的含量;故答案為:BC.
⑤根據(jù)二氧化硫氧化為三氧化硫的反應列式計算,設(shè)變化的二氧化硫物質(zhì)的量為X
             2SO2 +O2
催化劑
.
 2SO3
起始量(mol)  4.0    10.0         0
變化量(mol)  X      0.5X         X
平衡量(mol) 4.0-X  10.0-0.5X     X
( 4.0-X )+(10.0-0.5X )+X=13.0 
解得X=2mol
二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=
2mol
4mol
×100%
=50%,k=
[SO3]2
[O2][SO2]2
=
(
2
10
)2
9×(
2
10
)2
=1.1L?mol-1
故答案為:50%;1.1L?mol-1
點評:本題考查了化學平衡影響條件的應用,圖象分析繪制,平衡轉(zhuǎn)化率的分析與計算,平衡常數(shù)的計算,化學方程式的書寫與分析,混合物中物質(zhì)含量的測定,屬于綜合性較強的題目,需要仔細審題分析.
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