Question

SO₂的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一，该反应的化学方程式为：

2SO₂＋O₂2SO₃ ΔH<0。

请回答下列问题：

（1）判断该反应达到平衡状态的标志是_____________（填字母）。

a．SO₂和SO₃浓度相等

b．SO₂百分含量保持不变

c．容器中气体的压强不变

d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等

（2）当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的是_____________（填字母）。

a．向装置中再充入N₂  b．向装置中再充入O₂

c．改变反应的催化剂  d．降低温度

（3）将0.050 mol SO₂（g）和0.030 mol O₂（g）放入容积为1 L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）＝0.040 mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO₂的转化率（不必写出计算过程）。

①平衡常数K＝____________________；

②平衡时，SO₂的转化率α（SO₂）＝____________________。

（4）SO₂尾气常用饱和Na₂SO₃溶液吸收，减少SO₂气体污染并可得到重要的化工原料NaHSO₃。已知NaHSO₃溶液同时存在以下两种平衡：①HSOSO＋H^＋，②HSO＋H₂OH₂SO₃＋OH^－；常温下，0.1 mol/L NaHSO₃溶液的pH<7，则该溶液中c（H₂SO₃）______________c（SO）（填“>”、“＝”或“<”）。

Answer

（1）bc （2）bd （3）①1.6×103 ②80% （4）＜

【解析】

试题分析：：（1）a．SO2和SO3浓度相等，不能说明正逆反应速率相同，不能说明反应达到平衡状态，a错误；b．SO2百分含量保持不变是平衡标志，b正确；c．反应前后气体体积分数变化，容器中气体的压强不变说明反应达到平衡状态，c正确；d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等是逆反应正向进行，不能说明反应达到平衡状态，d错误；答案选bc；

（2）当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，提高SO2平衡转化率，平衡正向进行；a．向装置中再充入N2，恒容恒温容器中总压增大分压不变，平衡不变，a错误；b．两种反应物增加一种会提高另一种的转化率，向装置中再充入O2，会提高二氧化硫转化率，b正确；c．改变反应的催化剂，改变反应速率不改变化学平衡，c错误；d．反应是放热反应，降低温度平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，d正确；答案选bd；

（3） 2SO2+O22SO3，

起始浓度（mol/L） 0.05 0.03 0

变化浓度（mol/L） 0.04 0.02 0.04

平衡浓度（mol/L） 0.01 0.01 0.04

①平衡常数K=＝1.6×103

②平衡时，SO2的转化率α（SO2）=×100%=80%；

（4）已知NaHSO3中的HSO3-既能电离又能水【解析】
HSO3-H++SO32-电离显酸性，HSO3-+H2OH2SO3 +OH- 水解显碱性；常温下，0.1mol•L-1NaHSO3溶液的pH小于7，说明电离大于水解，故：c（SO32-）＞c（H2SO3）。

【考点定位】本题考查了化学平衡状态的分析判断，平衡移动原理理解应用，化学平衡常数、转化率计算，盐类水解分析应用

【名师点晴】该题考查的知识点较多，难点是平衡状态判断和溶液酸碱性判断。注意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。