Question

I：工业制硫酸时，利用接触氧化反应将SO ₂转化为SO ₃是一个关键步骤 。

（1）某温度下，2SO ₂（g）+O ₂（g）2SO ₃（g） △H=-197 kJ／mol。开始时在10 L的密闭容器中加入8．0 mol SO ₂（g）和20．0 mol O ₂（g），当反应达到平衡时共放出394kJ的热量，该温度下的平衡常数K=        （保留两位有效数字），若升高温度时，K将     （填“增大、减小或不变”）。

（2）若体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO₂的转化率条件是______（填字母）。

A．通入氧气 B．移出氧气 C．增大压强 D．减小压强 E．加入催化剂

（3）在硫酸工业生产过程中，有反应2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）(正反应为放热反应)，根据下表提供的不同条件下SO₂的转化率（%）的数据，试选择该反应的适宜条件（以V₂O₅作催化剂）温度____________；压强____________。

（4）能判断该反应达到平衡状态的依据是___________。

A. 容器的压强不变

B. 混合气体的密度不变

C. 混合气体中SO ₃的浓度不变

D. C（SO ₂）=C（SO ₃）

E. v 正（SO ₂）=v 正（SO ₃）

F. v 正（SO ₃）=2v 逆（O ₂）

II：研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的。

（1）在0.10mol·L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu²⁺）=________________mol·L^-1（Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）。

（2）若在0.1mol·L^-1硫酸铜溶液中通入H₂S气体，使Cu²⁺完全沉淀为CuS，此时溶液中的H⁺浓度是_______________mol·L^-1。

Answer

I（1）0.56 （2分），减小 （1分）（2）AC（2分） （3）450℃，1×105Pa （2分）

（4）ACF (2分) II（1）2.2×10-8 （2分） （2）0.2 （2分）

【解析】

试题分析：I：（1）当反应达到平衡时共放出394kJ的热量，则消耗氧气的物质的量是394kJ÷197 kJ/mol＝2mol，因此同时消耗二氧化硫是4mol，生成三氧化硫是4mol，剩余氧气是18mol，二氧化硫4mol，所以平衡时二氧化硫、氧气和三氧化硫的浓度分别是0.4mol/L、1.8mol/L、0.4mol/L，则该温度下平衡常数。正反应放热，若升高温度平衡向逆反应方向进行，因此K将减小。

（2）A．通入氧气平衡向正反应方向进行，二氧化硫转化率升高，A正确；B．移出氧气平衡向逆反应方向进行，二氧化硫转化率降低，B错误；C．正反应是体积减小的，增大压强平衡向正反应方向进行，二氧化硫转化率升高，C正确；D．减小压强平衡向逆反应方向进行，二氧化硫转化率降低，D错误；E．加入催化剂不能改变平衡状态，E错误，答案选AC。

（3）正反应放热，则高温不利于三氧化硫的生成，但考虑到反应速率和催化剂的活性，应该选择450℃。正反应是体积减小的，增大压强有利于三氧化硫的生成，但在常压下转化率就已经很高，增大压强对设备要求高，因此应该选择常压。

（4） 在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A. 正反应是体积减小的，当容器的压强不变时说明反应达到平衡状态，A正确；B. 密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，所以混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，B错误；C. 混合气体中SO 3的浓度不变说明反应达到平衡状态，C正确；D. c（SO 2）=c（SO 3） 并不能说明正逆反应速率相等，因此不一定达到平衡状态，D错误；E. v 正（SO 2）=v 正（SO 3）均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，E错误；F. v 正（SO 3）=2v 逆（O 2）表示两个不同方向的反应速率，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，因此反应达到平衡状态，F正确，答案选ACF。

II：（1）在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时溶液中氢氧根离子的浓度是10－6mol/L，所以溶液中c（Cu2+）=mol·L-1。

（2）若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，则根据原子守恒可知生成硫酸的浓度是0.1mol/L，所以此时溶液中的H+浓度是0.2mol·L-1。

【考点定位】本题主要是考查平衡常数、反应热的计算、外界条件对平衡状态的影响平衡状态判断以及溶度积常数应用等

【名师点晴】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。