Question

11．硫酸是一種重要的基本化工原料，我國(guó)的硫磺資源相對(duì)短缺，主要用黃鐵礦（FeS₂，其中S為-1價(jià)）生產(chǎn)硫酸的重要原料，生產(chǎn)過(guò)程中主要有三個(gè)步驟：
Ⅰ.4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
Ⅱ.2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃
Ⅲ．H₂O+SO₃=H₂SO₄
（1）步驟Ⅰ中，若標(biāo)準(zhǔn)狀況下有11.2L O₂參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol；
（2）步驟Ⅱ是一個(gè)關(guān)鍵步驟．
①該步驟反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示，該反應(yīng)為放熱 反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”） E代表正反應(yīng)的活化能；
②已知1g 二氧化硫完全反應(yīng)生成氣態(tài)三氧化硫，產(chǎn)生的熱量為1.536kJ，則反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-196.6KJ/mol（精確到0.1）
③T℃下，將2.0molSO₂和1.0mol O₂置于10L恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)．第4min時(shí)，測(cè)得SO₂的濃度為0.04mol/L，則前4min內(nèi)，v（O₂）=0.02mol/（L•min）；又知，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則T℃下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為800
④達(dá)到平衡后改變下述條件，SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大的是BCE
A．保持溫度和容器的容積不變，充入2molHe
B．保持溫度和容器的容積不變，充入2molSO₃
C．保持溫度和容器的容積不變，充入0.5 mol SO₂ 和0.25 mol O₂
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)小變，充入lmol SO₃
E．縮小容器的容積以增大壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反應(yīng)中O元素的化合價(jià)由0價(jià)降低為-2價(jià)，以此計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（2）①反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，為放熱反應(yīng)；E為正反應(yīng)的活化能；
②方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，根據(jù)1g二氧化硫完全反應(yīng)生成氣態(tài)三氧化硫，產(chǎn)生的熱量為1.536kJ，可計(jì)算反應(yīng)熱；
③將2.0molSO₂和1mol O₂置于10L恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，則起始濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L，
④SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，如體積不變，可加入反應(yīng)物或生成物，也可縮小容器的體積．

解答 解：（1）n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反應(yīng)中O元素的化合價(jià)由0價(jià)降低為-2價(jià)，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.5mol×2×2=2mol，故答案為：2mol；
（2）①反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，由圖可知E為正反應(yīng)的活化能，故答案為：放熱；正反應(yīng)的活化能；
②已知1g 二氧化硫完全反應(yīng)生成氣態(tài)三氧化硫，產(chǎn)生的熱量為1.536kJ，則n（SO₂）=$\frac{1}{64}$mol，方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，則2mol參加反應(yīng)放出能量為1.536×2×64KJ=196.6KJ，所以反應(yīng)熱為-196.6KJ/mol，
故答案為：-196.6KJ/mol；
③T℃下，將2.0molSO₂和1.0mol O₂置于10L恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)．第4min時(shí)，測(cè)得SO₂的濃度為0.04mol/L，可知剩余0.4molSO₂，即消耗1.6molSO₂，則前4min內(nèi)消耗0.8molO₂，v（O₂）=$\frac{\frac{0.8mol}{10L}}{4min}$=0.02mol/（L•min），反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則
                       2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，
起始（mol/L）   0.2        0.1               0
轉(zhuǎn)化（mol/L）   0.16      0.08              0.16
平衡（mol/L） 0.04        0.02              0.16
K=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800，
故答案為：0.02mol/（L•min）；800；
④A．保持溫度和容器的容積不變，充入2molHe，濃度不變，平衡不一定，故A錯(cuò)誤；
B．保持溫度和容器的容積不變，充入2molSO₃，平衡逆向移動(dòng)，各物質(zhì)的濃度都增大，故B正確；
C．保持溫度和容器的容積不變，充入0.5 mol SO₂ 和0.25 mol O₂，反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動(dòng)，達(dá)到平衡后改變下述條件，SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，故C正確；
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)小變，應(yīng)增大體積，充入lmol SO₃，濃度不一定增大，故D錯(cuò)誤；
E．縮小容器的容積以增大壓強(qiáng)，可在達(dá)到平衡后改變下述條件，SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，故E正確．
故答案為：BCE．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力，注意把握對(duì)反應(yīng)熱與焓變的理解，把握化學(xué)平衡的計(jì)算，難度中等．