Question

16．制取三氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2SO₂（g）十O₂（g）$?_{催化劑}^{加熱}$2SO₃（g）
（1）此反應(yīng)是工業(yè)上生產(chǎn)的重要步驟．
（2）能夠說明在恒溫恒容條件下，上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是d（填序號）．
a．每生成1mol SO₃的同時生成0.5mol O₂
b．容器中混合氣體的密度不變
c．SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1：2
d．容器中氣體總壓強不變
（3）在400℃時，常壓下，容積為1.0L的密閉容器中充入1.00mol SO₂（g）和0.96mol O₂（g），充分反應(yīng)后，測得還有0.04mol SO₂剩余，并放出190.08KJ的熱量．
①根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，請分析在工業(yè)生產(chǎn)中選擇常壓反應(yīng)器的原因：在常壓下，此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到96%，沒有必要再增大壓強了
②寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=-396KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)生產(chǎn)硫酸的原理：鐵礦石→二氧化硫→三氧化硫→硫酸，二氧化硫的催化氧化是制備硫酸的重要步驟；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（3）計算常壓下的二氧化硫轉(zhuǎn)化率分析判斷；
②計算對應(yīng)反應(yīng)的焓變，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出．

解答 解：（1）二氧化硫的催化氧化是制備硫酸的重要步驟；
故答案為：硫酸（或者H₂SO₄）；
（2）a、每生成1mol SO₂的同時生成0.5mol O₂，只說明逆反應(yīng)速率，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b、容器是恒容的，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合物的質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，導(dǎo)致密度始終不變，所以不是達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故b錯誤；
c、當(dāng)體系達(dá)平衡狀態(tài)時，SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量之比可能為2：1：2，也可能不是，與各物質(zhì)的初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故c正確；
d、該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積改變的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的量不變，導(dǎo)致容器中壓強不隨時間的變化而改變，故d正確；
故選：d；
（3）①在400℃時，常壓下，容積為1.0L的密閉容器中充入1.00mol SO₂（g）和0.96mol O₂（g），充分反應(yīng)后，測得還有0.04mol SO₂剩余，并放出190.08KJ的熱量，反應(yīng)過程中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.00mol-0.04mol}{1.00mol}$×100%=96%，在常壓下，此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到96%，沒有必要再增大壓強了；
故答案為：在常壓下，此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到96%，沒有必要再增大壓強了；
②依據(jù)題意可知反應(yīng)0.96mol放熱190.08KJ，2mol二氧化硫反應(yīng)放熱396KJ，熱化學(xué)方程式2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=-396KJ/mol；
故答案為：-396KJ/mol．

點評 本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析，平衡常數(shù)計算應(yīng)用，平衡狀態(tài)的判斷知識，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．