Question

（1）硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工業(yè)制硫酸的重要反應之一．
2SO₂（氣）+O₂?（氣）2SO₃（氣）△H＜0．根據(jù)化學平衡原理來確定的條件或措施有

 

（填序號）．
A．為提高SO₂的轉化率，加入過量的空氣
B．含SO₂的爐氣在進行氧化反應以前必須凈化，其目的就是為了除塵、以防催化劑中毒
C．使用作V₂O₅催化劑
D．反應條件不使用很高溫度    E．氧化反應在常壓下進行
（2）某溫度下，SO₂的平衡轉化率（α）與體系總壓強（P）的關系如圖所示．根據(jù)圖示回答下列問題：
①將2mol SO₂和1mol O₂置于10L密閉容器中，反應達到平衡后，體系的總壓為0.10MpPa，該反應的平衡常數(shù)為

 

．
②平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K（A）

 

K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若實驗室在催化劑存在的條件下，向某密閉容器中充入1.6molSO₂和0.8molO₂，此時容器體積為100L，在溫度和壓強不變條件下反應達到平衡，SO₃體積分數(shù)為0.50，SO₂的轉化率為α．
①達平衡時混合氣體的體積為

 

，α為

 

；
②若保持溫度和壓強不變，平衡時再充入1molSO₃，則平衡時SO₂體積分數(shù)為

 

；
③若起始時充入x mol SO₂、y molO₂和z mol SO₃，在，反應達平衡時，測得混合氣體的體積為120L，SO₃體積分數(shù)仍為0.5．則x、y應滿足的關系式為

 

，x、z應滿足的關系式為

 

．
④在同樣的溫度下，若條件為恒溫恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO₂和0.8molO₂到達平衡時，SO₂的轉化率

 

c （填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）硫酸工業(yè)的尾氣中含有少量的SO₂，常用氨水吸收后在加硫酸，回收SO₂同時得到化肥硫酸銨，硫酸銨溶液中各離子物質的量濃度由大到小的順序為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）2SO₂（氣）+O₂?（氣）2SO₃（氣）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應；
A．依據(jù)兩種反應物增大其中一種會增大另一種的轉化率分析；
B．含SO₂的爐氣中含有雜質氣體會使催化劑中毒；
C．使用作V₂O₅催化劑加快化學反應速率；
D．反應條件不使用很高溫度反應速率小，經(jīng)濟利益低；
E．氧化反應在常壓下進行是因為二氧化硫常壓下轉化率已經(jīng)很大，增大壓強對轉化率增大不大，不經(jīng)濟；
（2）利用三段式法計算平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算，溫度不變，則平衡常數(shù)K不變；
（3）①依據(jù)化學平衡三段式列式計算，氣體在相同條件下體積之比等于物質的量之比；
②若保持溫度和壓強不變，平衡時再充入1molSO₃，最后達到相同的平衡狀態(tài)；
③計算體積為120L時達到相同平衡狀態(tài)的反應物的起始量，結合等效平衡的分析計算得到；
④依據(jù)硫酸銨溶液中銨根離子水解分析判斷溶液中離子濃度大�。�

解答： 解：（1）2SO₂（氣）+O₂?（氣）2SO₃（氣）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應；
A．依據(jù)兩種反應物增大其中一種會增大另一種的轉化率，為提高SO₂的轉化率，加入過量的空氣，故A正確；
B．含SO₂的爐氣中含有雜質氣體會使催化劑中毒，含SO₂的爐氣在進行氧化反應以前必須凈化，其目的就是為了除塵、以防催化劑中毒，和化學平衡原理無關，故B錯誤；
C．使用作V₂O₅催化劑加快化學反應速率，不改變化學平衡，和平衡移動原理無關，故C錯誤；
D．反應是放熱反應，溫度越低平衡正向進行，反應條件不使用很高溫度和平衡移動原理有關，故D正確；
E．氧化反應在常壓下進行是因為二氧化硫常壓下轉化率已經(jīng)很大，增大壓強平衡逆向進行，對轉化率增大不大，不經(jīng)濟，故E錯誤；
故選AD；
（2）①由圖象知，體系總壓強為0.10MPa時SO₂的平衡轉化率為0.8，則
       2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始：2.0mol    1.0mol         0
轉化：1.6mol    0.8mol         1.6mol
平衡：0.4mol    0.2mol         1.6mol
則平衡時：c（SO₂）=0.04mol/L，c（O₂）=0.02mol/L，c（SO₃）=0.16mol/L，
K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

(0.16)2

(0.04)2×0.02

=800，
故答案為：800；
②平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則壓強不變，平衡狀態(tài)由A變到B時，則k（A）=k（B），
故答案為：=；
（3）①向某密閉容器中充入1.6molSO₂和0.8molO₂，此時容器體積為100L，在溫度和壓強不變條件下反應達到平衡，SO₃體積分數(shù)為0.50，SO₂的轉化率為α．
               2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始量（mol）：1.6       0.8            0
轉化量（mol）：1.6α       0.8α         1.6α
平衡量（mol）：1.6-1.6α   0.8-0.8α     1.6α
則

1.6α

1.6+0.8-0.8α

×100%=0.50
α=0.6
反應平衡后氣體物質的量=（1.6+0.8-0.8×0.6）mol=1.92mol
依據(jù)氣體在相同條件下體積之比等于物質的量之比：（1.6+0.8）mol：100L=1.92mol：V
V=80L；
轉化率α=60%
故答案為：80L；60%；
②若保持溫度和壓強不變，平衡時再充入1molSO₃，則平衡時SO₂體積分數(shù)=

(1.6-1.6×0.6)mol

(1.6+0.8-0.8×0.6)mol

×100%=

1

3

；
故答案為：

1

3

；
③起始時加入amolS0₂、b mol O₂，且a：b=2：l，在同樣溫度和壓強下，反應達到平衡時，與上述平衡狀態(tài)相同，為等效平衡，物質的轉化率和百分含量都相同，SO₃的體積分數(shù)為與①相同，
      2SO₂+O₂ ?2SO₃
起始：amol bmol 0
轉化：0.6a 0.3a 0.6a
平衡：a-0.6a b-0.3a 0.6a
壓強之比就等于物質的量之比，列式為：

a-0.6a+b-0.3a+0.6a

1.92

=

120

80

，a=2b，
解得：a=2.4mol，b=1.2mol，
若起始時充入x mol SO₂、y molO₂和z mol SO₃，在，反應達平衡時，測得混合氣體的體積為120L，SO₃體積分數(shù)仍為0.5，說明反應達到相同平衡狀態(tài)，x=2y，X+Z=2.4，Y+

1

2

Z=1.2
故答案為：x=2y；X+Z=2.4；
④在同樣的溫度下，若條件為恒溫恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO₂和0.8molO₂到達平衡時，反應過程是壓強減小的反應，和恒溫恒壓容器中比較，恒溫恒壓容器中壓強大于恒溫恒容容器中，壓強增大，平衡正向進行，二氧化硫轉化率增大，所以在同樣的溫度下，若條件為恒溫恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO₂和0.8molO₂到達平衡時，SO₂的轉化率小于α；
故答案為：小于；
（4）硫酸銨溶液中銨根離子水解顯酸性，溶液中離子濃度大小為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

點評：本題考查了化學平衡和等效平衡問題，題目難度較大，注意等效平衡狀態(tài)的理解和運用．