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(yīng)之一．
2SO₂（氣）+O₂?（氣）2SO₃（氣）△H＜0．根據(jù)化學(xué)平衡原理來確定的條件或措施有

 

（填序號(hào)）．
A．為提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，加入過量的空氣
B．含SO₂的爐氣在進(jìn)行氧化反應(yīng)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(yīng)條件不使用很高溫度    E．氧化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行
（2）某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)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(yīng)達(dá)到平衡后，體系的總壓為0.10MpPa，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

．
②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）

 

K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若實(shí)驗(yàn)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(shí)容器體積為100L，在溫度和壓強(qiáng)不變條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，SO₃體積分?jǐn)?shù)為0.50，SO₂的轉(zhuǎn)化率為α．
①達(dá)平衡時(shí)混合氣體的體積為

 

，α為

 

；
②若保持溫度和壓強(qiáng)不變，平衡時(shí)再充入1molSO₃，則平衡時(shí)SO₂體積分?jǐn)?shù)為

 

；
③若起始時(shí)充入x mol SO₂、y molO₂和z mol SO₃，在，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體的體積為120L，SO₃體積分?jǐn)?shù)仍為0.5．則x、y應(yīng)滿足的關(guān)系式為

 

，x、z應(yīng)滿足的關(guān)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(dá)平衡時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)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(shí)得到化肥硫酸銨，硫酸銨溶液中各離子物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?div id="wa9aj9q" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）2SO₂（氣）+O₂?（氣）2SO₃（氣）△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
A．依據(jù)兩種反應(yīng)物增大其中一種會(huì)增大另一種的轉(zhuǎn)化率分析；
B．含SO₂的爐氣中含有雜質(zhì)氣體會(huì)使催化劑中毒；
C．使用作V₂O₅催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率；
D．反應(yīng)條件不使用很高溫度反應(yīng)速率小，經(jīng)濟(jì)利益低；
E．氧化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行是因?yàn)槎�氧化硫常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，增大壓強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)化率增大不大，不經(jīng)濟(jì)；
（2）利用三段式法計(jì)算平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算，溫度不變，則平衡常數(shù)K不變；
（3）①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，氣體在相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比；
②若保持溫度和壓強(qiáng)不變，平衡時(shí)再充入1molSO₃，最后達(dá)到相同的平衡狀態(tài)；
③計(jì)算體積為120L時(shí)達(dá)到相同平衡狀態(tài)的反應(yīng)物的起始量，結(jié)合等效平衡的分析計(jì)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小．

解答： 解：（1）2SO₂（氣）+O₂?（氣）2SO₃（氣）△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
A．依據(jù)兩種反應(yīng)物增大其中一種會(huì)增大另一種的轉(zhuǎn)化率，為提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，加入過量的空氣，故A正確；
B．含SO₂的爐氣中含有雜質(zhì)氣體會(huì)使催化劑中毒，含SO₂的爐氣在進(jìn)行氧化反應(yīng)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(xué)平衡原理無關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．使用作V₂O₅催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，和平衡移動(dòng)原理無關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越低平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)條件不使用很高溫度和平衡移動(dòng)原理有關(guān)，故D正確；
E．氧化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行是因?yàn)槎�氧化硫常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，增大壓強(qiáng)平衡逆向進(jìn)行，對(duì)轉(zhuǎn)化率增大不大，不經(jīng)濟(jì)，故E錯(cuò)誤；
故選AD；
（2）①由圖象知，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa時(shí)SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8，則
       2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始：2.0mol    1.0mol         0
轉(zhuǎn)化：1.6mol    0.8mol         1.6mol
平衡：0.4mol    0.2mol         1.6mol
則平衡時(shí)：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(qiáng)不變，平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，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(shí)容器體積為100L，在溫度和壓強(qiáng)不變條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，SO₃體積分?jǐn)?shù)為0.50，SO₂的轉(zhuǎn)化率為α．
               2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）
起始量（mol）：1.6       0.8            0
轉(zhuǎn)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(yīng)平衡后氣體物質(zhì)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(zhì)的量之比：（1.6+0.8）mol：100L=1.92mol：V
V=80L；
轉(zhuǎn)化率α=60%
故答案為：80L；60%；
②若保持溫度和壓強(qiáng)不變，平衡時(shí)再充入1molSO₃，則平衡時(shí)SO₂體積分?jǐn)?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(shí)加入amolS0₂、b mol O₂，且a：b=2：l，在同樣溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，與上述平衡狀態(tài)相同，為等效平衡，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和百分含量都相同，SO₃的體積分?jǐn)?shù)為與①相同，
      2SO₂+O₂ ?2SO₃
起始：amol bmol 0
轉(zhuǎn)化：0.6a 0.3a 0.6a
平衡：a-0.6a b-0.3a 0.6a
壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)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(shí)充入x mol SO₂、y molO₂和z mol SO₃，在，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體的體積為120L，SO₃體積分?jǐn)?shù)仍為0.5，說明反應(yīng)達(dá)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(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)過程是壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，和恒溫恒壓容器中比較，恒溫恒壓容器中壓強(qiáng)大于恒溫恒容容器中，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，二氧化硫轉(zhuǎn)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(dá)平衡時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)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(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)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(yùn)用．