Question

實驗室中，用如圖所示裝置及所給藥品（圖中部分夾持儀器已略去）探究工業(yè)制硫酸接觸室中的反應(yīng)，并測定此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率．已知：SO₃熔點為16.8℃，假設(shè)氣體進入裝置時分別被完全吸收，且忽略裝置內(nèi)空氣中的CO₂．

（1）已知0.5molSO₂被O₂氧化成氣態(tài)SO₃，放出49.15kJ熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

；
（2）根據(jù)實驗?zāi)康�，請從上面右圖中選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處合適的裝置，并將其字母填入空格中：裝置Ⅰ

 

，裝置Ⅱ

 

；
（3）開始進行實驗時，首先應(yīng)進行的操作是

 

；
（4）停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，為使殘留在裝置中的SO₂、SO₃盡可能被充分吸收，操作方法是

 

；
（5）實驗結(jié)束后，若裝置Ⅱ增加的質(zhì)量為b g，裝置Ⅲ增加的質(zhì)量為a g，則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是：

 

×100%（用含字母的最簡代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出，按照熱化學(xué)方程式二氧化硫的系數(shù)，計算得到放熱數(shù)值，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)；
（2）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，較低，可以用冰水來獲得三氧化硫；
（3）氣體的制備及性質(zhì)實驗中需要檢查裝置的氣密性；
（4）為使殘留在裝置中的SO₂、SO₃被充分吸收，用氧氣把裝置中的二氧化硫和三氧化硫趕到A裝置中吸收三氧化硫，二氧化硫趕入D裝置中被氫氧化鈉溶液吸收；
（5）依據(jù)硫元素守恒計算得到反應(yīng)生成的三氧化硫物質(zhì)的量，和剩余二氧化硫被氫氧化鈉吸收的物質(zhì)的量，根據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計算得到．

解答： 解：（1）已知0.5molSO₂被O₂氧化成氣態(tài)SO₃，放出49.15kJ熱量，則2molSO₂被O₂氧化成氣態(tài)SO₃，放出196.6kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1；
（2）Ⅰ裝置必須要對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，可以用冰水來獲得三氧化硫，故答案為：B；A；
（3）實驗前，必須進行的操作是檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（4）為使殘留在裝置中的SO₂、SO₃被充分吸收，用氧氣把裝置中的二氧化硫和三氧化硫趕到A裝置中吸收三氧化硫，二氧化硫趕入D裝置中被氫氧化鈉溶液吸收，
故答案為：繼續(xù)通入氧氣一段時間；
（5）已知Ⅱ增加的質(zhì)量為b g即三氧化硫的質(zhì)量，因此，反應(yīng)生成三氧化硫的二氧化硫物質(zhì)的量=

bg

80g/mol

；裝置Ⅲ增加的質(zhì)量為a g即被氫氧化鈉吸收的剩余二氧化硫物質(zhì)的質(zhì)量，因此，剩余的二氧化硫物質(zhì)的量=

ag

64g/mol

；所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

b 80

b 80 + a 64

×100%=

4b

4b+5a

×100%，故答案為：

4b

4b+5a

．

點評：本題考查二氧化硫的性質(zhì)、化學(xué)平衡的影響因素、計算以及熱化學(xué)方程式的書寫等知識，綜合性較強，題目難度較大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，側(cè)重實驗及計算能力的考查．