Question

哈三中某課外活動小組改進銅與濃硫酸反應的實驗，制備并驗證二氧化硫的性質，請回答下列問題：

（1）銅絲在實驗中的作用：______．
（2）實驗過程中在裝置C中會看到什么現(xiàn)象？______；請用化學方程式解釋：______．
（3）已知反應：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，在一恒溫恒容容器中投入一定量的SO₂和O₂，經(jīng)過一段時間一定能證明該反應已達平衡狀態(tài)的是______．
A．混合氣體密度保持不變
B．c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2
C．容器內氣體分子總數(shù)不隨時間變化
D．相同時間內，消耗2n mol SO₂的同時消耗n mol O₂
（4）將0.23mol SO₂和0.11mol O₂放入容積為1L的密閉容器中，在一定溫度下，經(jīng)過2min反應達到平衡，得到0.12mol SO₃．則用SO₂濃度變化來表示反應速率為υ（SO₂）=______．
若此時保持溫度不變，同時通入0.12mol SO₃和 0.15mol O₂，則平衡______（填“正向移動”、“逆向移動”、“不移動”、“無法確定”）．
但若保持溫度不變，只通入1.00mol O₂，則重新達到平衡時，SO₂的平衡濃度______．（填“填大”、“不變”或“減小”），O₂的轉化率______（填“升高”、“不變”或“降低”），SO₂的體積分數(shù)______（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

解：（1）利用銅與濃硫酸反應的改進實驗，實驗目的是制備并驗證二氧化硫的性質，所以需要生成二氧化硫氣體進行性質驗證，為了避免過多的污染氣體生成又能滿足實驗要求，用抽動的銅絲控制反應的進行和停止，用于控制反應速率和生成用量；
故答案為：控制反應的開始和停止；
（2）生成的二氧化硫氣體通過C裝置時，由于吸收具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，所以二氧化硫會被氧化為硫酸，硝酸被還原為無色的一氧化氮氣體，遇到試管內空氣中的氧氣會反應生成紅棕色二氧化氮氣體，所以現(xiàn)象為：生成無色氣體并變?yōu)榧t棕色；反應的化學方程式為：SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO 2NO+0₂=2NO₂
故答案為：生成無色氣體并變?yōu)榧t棕色 SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO 2NO+0₂=2NO₂
（3）證明化學反應達到平衡的標志最根本的是正逆反應速率相同；
A、混合氣體的密度等于氣體質量除以總體積，在反應體系中都是氣體，質量不變，反應在恒容容器中進行，體積不變，所以不能用來判斷平衡的標志，故A錯誤；
B、c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2，濃度之比在相同時間內等于速率之比，速率之比等于系數(shù)之比，只要正向進行就滿足此關系，故不能用來判斷平衡的標志，故B錯誤；
C、反應前后是 氣體體積變化的反應，平衡移動，分子數(shù)變化，容器內氣體分子總數(shù)不隨時間變化，說明反應達到平衡，故C可以說明反應達到平衡；
D、相同時間內，消耗2n mol SO₂的同時消耗n mol O₂只能說明反應正向進行，不能作為平衡的標志，故D錯誤；
故答案為：C
（4）將0.23mol SO₂和0.11mol O₂放入容積為1L的密閉容器中，在一定溫度下，經(jīng)過2min反應達到平衡，得到0.12mol
SO₃．依據(jù)化學平衡的三段式計算列式；
2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）
起始量（mol） 0.23 0.11 0
變化量（mol） 0.12 0.06 0.12
平衡量（mol） 0.11 0.05 0.12
所以用SO₂濃度變化來表示反應速率==0.06mol/L?min^-1
若此時保持溫度不變，同時通入0.12mol SO₃和 0.15mol O₂，相當于各物質的量為
2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）
0.11 0.05 0.12
0 0.15 0.12
0.11 0.2 0.24
溫度不變，平衡常數(shù)不變，可以用此時的濃度商與平衡常數(shù)進行判斷平衡移動的方向；
平衡常數(shù)K==
濃度商Qc===K，所以平衡不移動；
但若保持溫度不變，只通入1.00mol O₂，平衡正向進行，增大了二氧化硫的轉化率，本身轉化率降低，則重新達到平衡時，二氧化硫的體積分數(shù)減��；
故答案為：0.06mol/L?min^-1；不移動；減小；減��；減小
分析：（1）依據(jù)銅與濃硫酸反應的實驗，制備并驗證二氧化硫的性質分析判斷；
（2）依據(jù)吸收的強氧化性和二氧化硫的還原性進行分析判斷，根據(jù)現(xiàn)象書寫化學方程式；
（3）依據(jù)化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是正逆反應速率相等進行分析；
（4）根據(jù)化學平衡的三段式計算列式計算，結合化學反應速率的概念計算；依據(jù)影響平衡的因素的判斷依據(jù)結合定量計算分析判斷；
點評：本題考查了銅和濃硫酸的反應及產(chǎn)物的性質驗證和現(xiàn)象解釋，重點考查了化學平衡的 基本計算，化學反應速率的計算，平衡影響因素的分析判斷，轉化率的正確判斷．