Question

硫酸用途十分廣泛，工業(yè)上合成硫酸時(shí)，將SO2轉(zhuǎn)化為催化氧化是一個(gè)關(guān)鍵步驟。請回答下列問題：

（1）該反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，判斷其達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是　　。（填字母）

a．SO2和SO3濃度相等

b．SO2百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變

d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

（2）某溫度下，2SO2(g)＋O2(g）2SO3(g） △H＝－196 kJ?mol－1。在一個(gè)固定容積為5 L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，半分鐘后達(dá)到平衡，測得容器中含SO3為0.18 mol，則v(O2)＝　 　mol?L－1?min－1，放出的熱量為　 　 kJ。

（3）一定溫度時(shí)，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。試分析工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是　 　。

（4）將一定量的SO2和0.7 molO2放入一定體積的密閉容器中，在550℃和催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28 L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。則該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率是多少？（要寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。）

 

Answer 1

（1）bc

（2）0.036 17.64

（3）在常壓下該反應(yīng)轉(zhuǎn)化率已很高，若再加壓，對設(shè)備要求高，同時(shí)要消耗大量的能源，不經(jīng)濟(jì)。

（4）94.7%

【解析】

試題分析：（1）“變量不變達(dá)平衡”，a。反應(yīng)物和生成物的濃度不變時(shí)達(dá)平衡，而不是相等，錯(cuò)誤；b。SO2百分含量是變量，不變時(shí)達(dá)到平衡，正確；c．反應(yīng)是在恒容的容器中進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量會發(fā)生變化，故容器中氣體的壓強(qiáng)是變量，正確； d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率是同一個(gè)方向，一定相等，錯(cuò)誤；e．容器體積固定，氣體的質(zhì)量固定，氣體的密度是定量，錯(cuò)誤；

（2）v(O2)＝v (SO3)/2=0.18÷5÷0.5÷2=0.036mol?L－1?min－1，放出的熱量為196÷2×0.18=17.64kJ；

（3）在常壓下該反應(yīng)轉(zhuǎn)化率已很高，若再加壓，對設(shè)備要求高，同時(shí)要消耗大量的能源，不經(jīng)濟(jì)。

（4）通過過量NaOH溶液，被吸收的為SO2和SO3，物質(zhì)的量為21.28÷22.4=0.95mol；剩余氧氣的量為5.6÷22.4=0.25mol，反應(yīng)的氧氣為0.7－0.25=0.45mol,生成SO3的量為0.45×2=0.9mol；故剩余SO2的量為0.95-0.9=0.05mol，其始量為0.95+0.05=1.00mol，轉(zhuǎn)化率為0.95÷1.00=0.95

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡計(jì)算及分析的有關(guān)問題。