Question

硫酸生產過程中關鍵階段的反應為：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

加熱

 2SO₃（g）；△H＜0．一定條件下，將SO₂、O₂按體積比為1：1充入某密閉容器中．
（1）能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是

 

．
A．容器中氣體密度保持不變         
B．混合氣體中c（SO₃）不再發(fā)生變化
C．2v_正（SO₂）═v_逆（O₂）        
D．c（SO₂）═c（SO₃）
（2）反應達到平衡時，測得SO₃的體積分數為40.0%，則SO₂的轉化率為

 

．
（3）如圖A為在不同溫度、不同壓強下達到平衡時，混合氣體中SO₃的體積分數φ隨度變化的曲線．圖B為恒溫下平衡態(tài)I到平衡態(tài)Ⅱ的變化，下列說法正確的是

 

．
A．圖A中P₁＞P₂
B．圖A中P₁＜P₂
C．圖B為減小體系壓強，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)Ⅱ
D．圖B為增大反應物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)Ⅱ
（4）我國工業(yè)制備SO₂常用煅燒FeS₂方法，而有的國家用燃燒S制備SO₂．已知在101kPa時，4g硫粉在氧氣中完全燃燒生成SO₂，放出27kJ的熱量，硫的燃燒熱為

 

；將生成的SO₂完全通入過量的強酸性的Ba（NO₃）₂溶液，可生成沉淀

 

 g（精確到0.1g）．

Answer 1

分析：（1）化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變，結合反應的特點進行分析；
（2）根據化學反應的三行式計算轉化率；
（3）根據外界條件對化學平衡移動的影響知識來回答；
（4）根據燃燒熱的概念：完全燃燒1mol物質生成最穩(wěn)定化合物所放出的熱量，結合硫元素守恒來計算即可．

解答：解：（1）A．容器中氣體質量守恒，體積恒定，所以密度始終保持不變，故A錯誤；      
B．混合氣體中c（SO₃）不再發(fā)生變化，符合化學平衡狀態(tài)的特征，故B正確；
C．2v_正（SO₂）═v_逆（O₂），不能說明正逆反應速率相等，不能證明達到了平衡，故C錯誤；      
D．c（SO₂）═c（SO₃），不能說明達到了平衡，故D錯誤； 
故選B；
（2）設二氧化硫的變化量是x，將SO₂、O₂按體積比為1：1充入某密閉容器中，假設體積分別是V，
           2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

加熱

 2SO₃（g）
初始量：V        V              0
變化量：x        0.5x           x
平衡量：V-x      V-0.5x         x，
SO₃的體積分數為40.0%，即

x

V-x+V-0.5x+x

=40%，解得x=

2

3

V，所以SO₂的轉化率為

2V 3

V

×100%≈66.7%，故答案為：66.7%；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

加熱

 2SO₃（g），增大壓強，化學平衡會向正方向移動，混合氣體中SO₃的體積分數φ增大，根據圖示的內容，的吃壓強關系是P₁＞P₂，故A正確，B錯誤；減小體系壓強，平衡逆向移動，逆反 正反應速率均會減小，故正逆反應速率均減小，故C錯誤；增大反應物濃度，平衡正向發(fā)生移動，正逆反應速率均增大，能達到平衡態(tài)Ⅱ，故D正確．
故選AD．
（4）在101kPa時，4g硫粉即

1

8

molS在氧氣中完全燃燒生成SO₂，放出27kJ的熱量，所以1mol硫完全燃燒放出的熱量為：27kJ×8=216kJ，故硫單質的燃燒熱是216kJ/mol，將生成的SO₂完全通入過量的強酸性的Ba（NO₃）₂溶液，可生成沉淀硫酸鋇沉淀，4g硫粉即

1

8

molS最終轉化為硫酸鋇的物質的量是

1

8

mol，質量是

1

8

mol×233g/mol≈29.1，故答案為：29.1．

點評：本題是一道熱化學和化學反應速率以及平衡知識綜合考查的題目，屬于綜合知識的考查，難度大．