利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是工業上生產硫*的關鍵步驟．已知：SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）△...

問題詳情：

利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是工業上生產硫*的關鍵步驟．

已知：SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）△H=﹣98 kJ•mol﹣1．

（1）某温度下該反應的平衡常數K=，若在此温度下，向100 L的恆容密閉容器中，充入3.0 mol SO2（g）、16.0 mol O2（g）和3.0 mol SO3（g），則反應開始時v（正）　　v（逆）（填“＜”“＞”或“=”）．

（2）一定温度下，向一帶活塞的體積為2 L的密閉容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，達到平衡後體積變為1.6 L，則SO2的平衡轉化率為　．

（3）在（2）中的反應達到平衡後，改變下列條件，能使SO2（g）平衡濃度比原來減小的是　　（填字母）．

A．保持温度和容器體積不變，充入1.0 mol O2

B．保持温度和容器內壓強不變，充入1.0 mol SO3

C．降低温度

D．移動活塞壓縮氣體

（4）若以如圖所示裝置，用電化學原理生產硫*，寫出通入O2電極的電極反應式為　O　．

（5）為穩定持續生產，硫*溶液的濃度應維持不變，則通入SO2和水的質量比為　．

【回答】

【考點】化學平衡的計算；原電池和電解池的工作原理；化學平衡的影響因素．

【專題】化學平衡專題．

【分析】（1）某温度下該反應的平衡常數K=，計算Qc與K比較，判斷反應速率關係；

（2）2 L的密閉容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，達到平衡後體積變為1.6 L，則

   SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）

開始  2      1        0

轉化2x       x       2x

平衡2﹣2x    1﹣x       2x

由，解得x=0.12mol，以此計算；

（3）能使SO2（g）平衡濃度比原來減小，則化學平衡正向移動；

（4）通入O2電極為正極，得到電子；

（5）硫*溶液的濃度應維持不變，可知生成硫*溶液中硫*的質量為98g，則水的質量為98g，二氧化硫與水反應時消耗1mol水，以此計算．

【解答】解：（1）某温度下該反應的平衡常數K=，因為濃度商Qc==2.5＞K，所以化學反應正向進行，即v（正）＞v（逆），故*為：＞；

（2）2 L的密閉容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，達到平衡後體積變為1.6 L，則

   SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）

開始  2      1        0

轉化2x       x       2x

平衡2﹣2x    1﹣x       2x

由，解得x=0.6mol，

可知參與反應的SO2為1.2 mol，所以SO2的轉化率α=×100%=60%，

故*為：60%；

（3）A．保持温度和容器體積不變，O2的濃度增大，平衡正向移動，SO2的濃度減小，故A正確；

B．保持温度和容器內壓強不變，充入1 mol SO3，新的平衡與原平衡等效，SO2的濃度不變，故B錯誤；

C．降低温度，平衡向放熱的方向移動，而正反應為放熱，所以平衡正向移動，SO2的濃度減小，故C正確；

D．移動活塞壓縮氣體，SO2的濃度瞬間增大，之後平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應方向移動，SO2的濃度減小，再次到達平衡時SO2的濃度仍比原來大，故D錯誤；

故*為：AC；

（4）SO2被氧化為硫*，則通入O2的電極是正極，發生得電子還原反應，結合電解質溶液顯**，則電極反應式是O2+4e﹣+4H+=2H2O，故*為：O2+4e﹣+4H+=2H2O；

（5）硫*溶液的濃度應維持不變，可知生成硫*溶液中硫*的質量為98g，則水的質量為98g，二氧化硫與水反應時消耗1mol水，則1 mol SO2轉化為50%硫*所需水的質量為18g/mol×（1mol+）=116 g，故SO2與H2O質量比為32：116=16：29，故*為：16：29．

【點評】本題考查化學平衡移動、計算及電解池原理等，為高頻考點，把握相關化學反應原理知識為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．

知識點：化學平衡單元測試

題型：填空題