Question

【加试题】工业制硫酸，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键步骤。请回答：

（1）某温度下，SO₂(g)＋O₂(g)SO₃(g) ；ΔH＝－98 kJ · mol^-1。开始时在100 L的密闭容器中加入4.0 mol SO₂(g)和10.0 mol O₂(g)，当反应达到平衡时共放出热量196 kJ，该温度下平衡常数K＝________                       。

（2）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO₂和1 mol O₂，发生下列反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大的是________(填字母)。

A．保持温度和容器体积不变，充入2 mol SO₃

B．保持温度和容器体积不变，充入2 mol N₂

C．保持温度和容器体积不变，充入0.5 mol SO₂和0.25 molO₂

D．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO₃

E．升高温度          

F．移动活塞压缩气体

（3）某人设想以下图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式：______。

（4）下列关于2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)反应的图像中，一定正确的是________(填序号)。

（5）①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。当平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_______ K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②将一定量的SO₂(g)和O₂(g)放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c(SO₃)的变化如下图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡(此时SO₃的浓度为0.25 mol·L^－1)。请在下图画出此变化过程中SO₃(g)浓度的变化曲线。

Answer

（1） （2分）（2）ACF （2分）（3）SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋（2分） （4） ABD（2分）

（5） ① ＝（1分） ②（1分）

【解析】

试题分析：（1）反应达到平衡时共放出196kJ的热量，根据热化学方程式可知反应了2.0mol SO2和1.0mol O2，则

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

起始浓度（mol•L‾1） 0.04 0.1 0

转化浓度（mol•L‾1） 0.02 0.01 0.02

平衡浓度（mol•L‾1） 0.02 0.09 0.02

该温度下的平衡常数K=。

（2）A、保持温度和容器体积不变，充入2molSO3，平衡向逆反应方向移动，则SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大，A正确；B、保持温度和容器体积不变，充入2molN2，对平衡移动没有影响，各物质的浓度不变，B错误；C、保持温度和容器体积不变，充入0.5 mol SO2和0.25 molO2，平衡向正反应方向进行，再次平衡后各物质的浓度均增大，C正确；D、保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3，处于等效平衡状态，浓度不变，D错误；E、升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO3的浓度减小，E错误；F、移动活塞压缩气体浓度均增大，F正确，答案选ACF。

（3）依据图中所示装置，二氧化硫失电子发生氧化反应，在水溶液中转化为硫酸；电极反应为SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋。

（4）A、温度升高，平衡逆向移动，逆反应速率增加的倍数大，A正确；B、图像的前半段为反应建立平衡的过程，SO3%逐渐增大，T1之后的阶段为化学反应随温度的升高平衡移动的过程，升高温度，平衡逆向移动SO3%逐渐减小，图像正确，B正确；C、600℃高于500℃，平衡逆向移动，SO3%逐渐减小，图像错误，C错误；D、增大压强，平衡正向移动，SO3%增大，图像正确，D正确，答案选ABD。

（5）①平衡常数只与温度有关系，温度不变，平衡常数不变，即K(A)＝K(B)。

②将一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c(SO3)的变化如下图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，压强增大，物质的浓度瞬间变为原来的2倍，平衡向正反应方向进行，在第8分钟达到新的平衡(此时SO3的浓度为0.25 mol·L－1)，则此变化过程中SO3(g)浓度的变化曲线可表示为。

【考点定位】本题主要是本题考查平衡常数的计算、平衡移动、图像的分析、电极方程式的书写、热化学方程式的书写等

【名师点晴】该题是高考的常见题型，和重要的高频考点，综合性强，难度较大。该题的难点是图像分析与判断，有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图像，想原理，巧整合”四步法。第一步：看特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。