Question

（20分）（1）硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。

2SO₂(气）+ O₂ (气）2SO₃(气）△H＜0。

根据化学平衡原理来确定的条件或措施有      （填序号）。

A 为提高SO₂的转化率，加入过量的空气

B 含SO₂的炉气在进行氧化反应以前必须净化，其目的就是为了除尘、以防催化剂中毒

C 使用作V₂O₅催化剂

D．反应条件不使用很高温度   

E．氧化反应在常压下进行      

（2）某温度下，SO₂的平衡转化率（α）与体系总压强(P)的关系

如下图所示。根据图示回答下列问题：

①将2 mol SO₂和1 mol O₂置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，体系的总压为0.10MpPa，该反应的平衡常数为         。

②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）若实验室在催化剂存在的条件下，向某密闭容器中充入1.6molSO₂和0.8molO₂，此时容器体积为100L，在温度和压强不变条件下反应达到平衡，SO₃体积分数为0.50，SO₂的转化率为α。

①达平衡时混合气体的体积为_________，α为_________；

②若保持温度和压强不变，平衡时再充入1 molSO₃，则平衡时SO₂体积分数为     ；

③若起始时充入x mol SO₂、y molO₂和z mol SO₃，在，反应达平衡时，测得混合气体的体积为120 L，SO₃体积分数仍为0.5。则x、 y应满足的关系式为           ，x、z应满足的关系式为           。

④在同样的温度下，若条件为恒温恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO₂和0.8molO₂到达平衡时，SO₂的转化率_______α(填“大于”、“小于”或“等于”)

（4）硫酸工业的尾气中含有少量的SO₂，常用氨水吸收后在加硫酸，回收SO₂同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为                              。

Answer

（20分，每空2分）（1）AD

（2）①800 ②=

（3） ①80L 60% ②1/3 ③x=2y,x+z=2.4 ④小于

（4）c(NH4+)>c(SO42-)> c(H＋)> c（OH－）

【解析】

试题分析：(1)A、为提高SO2的转化率，加入过量的空气，氧气浓度增大，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，正确；B、含SO2的炉气在进行氧化反应以前必须净化，其目的就是为了除尘、以防催化剂中毒，是根据催化剂确定的，与化学平衡无关，错误；C、使用催化剂，不影响化学平衡的移动，与反应速率有关，与化学平衡无关，错误；D、反应条件不使用很高温度，是因为该反应是放热反应，温度不高，有利于正反应正向进行，是根据化学平衡确定的，正确；E、氧化反应在常压下进行，是因为此压强下的二氧化硫的转化率已经很高，没必要再增大压强，不是由化学平衡确定的，错误，答案选AD；

（2）①体系总压强是0.10MpPa时二氧化硫的转化率是80%，则参加反应的二氧化硫为2mol×80%=1.6mol，则：

              2SO2(气）+ O2 (气）2SO3(气）

开始（mol）： 2         1            0

变化（mol）： 1.6     0.8            1.6

平衡（mol）： 0.4     0.2           1.6

所以平衡时浓度：c（SO2）=0.04mol/L，c（O2）=0.02mol/L，c（SO3）=0.16mol/L，故平衡常数k=0.162/0.042×0.02=800；

②该图像是某温度下的图像，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)= K(B)；

（3）①平衡时三氧化硫的体积分数也是物质的量分数，设消耗氧气的物质的量是xmol，则 

2SO2(气）+ O2 (气）2SO3(气）

开始（mol）： 1.6         0.8            0

变化（mol）： 2x    x           2x

平衡（mol）： 1.6-2x    0.8-x 2x

所以2x/(1.6-2x+0.8-x+2x)=0.5,解得x=0.48，则平衡时气体的物质的量是反应前的（1.6+0.8-0.48）/(1.6+0.8)=0.8，所以平衡时混合气体的体积也是原来的0.8倍，即100L×0.8=80L；二氧化硫的转化率α为2x/1.6×100%=60%;

②保持温度和压强不变，再充入1 molSO3，转化为二氧化硫、氧气的物质的量之比仍是2:1，所以再达平衡时与原平衡是等效的，二氧化硫的体积分数与原平衡相同，都是（1.6-2x）/(1.6-2x+0.8-x+2x)=1/3；

③SO3体积分数仍为0.5，所以与原平衡是等效平衡，因为原平衡时二氧化硫、氧气得物质的量之比是2:1，且SO3转化为二氧化硫、氧气的物质的量之比仍是2:1，所以x:y=2:1,即x=2y；将zmol的SO3转化为二氧化硫的物质的量是zmol，平衡时的体积是120L，是原平衡时体积80L的1.5倍，则二氧化硫、氧气得起始物质的量相当于是1.6mol、0.8mol的1.5倍，所以x+z=1.6×1.5=2.4；

④若条件为恒温恒容（100L），在此容器中加入1.6molSO2和0.8molO2到达平衡时，与恒温恒压比压强减小，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率降低，所以SO2的转化率小于α；

（4）硫酸铵溶液由于铵根离子的水解使溶液呈酸性，所以溶液中离子的浓度大小顺序是c(NH4+)>c(SO42-)> c(H＋)> c（OH－）。

考点：考查化学平衡的移动、平衡常数的计算，等效平衡的判断与应用，离子浓度的比较