Question

接触法制硫酸工艺中，主反应在450℃并有催化剂存在下进行：  

（1）恒温恒容条件下，下列能说明此反应已达平衡的是________。

①

②容器中气体的平均摩尔质量不随时间而变化

③容器中气体的密度不随时间而变化

④容器中气体分子总数不随时间而变化

（2）下列有关该反应速率的叙述中，正确的是_________。

a. 升高温度可以增大活化分子百分数，加快反应速率

b. 使用催化剂提高二氧化硫的转化率

c. 使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高，加快反应速率

d. 缩小容器体积增大压强不能增大活化分子百分数，但可以加快反应速率

（3）下图表示将和置于2L密闭容器中，当其他条件一定时， 的平衡转化率a随X的变化关系， 代表压强或温度。X代表的物理量是___________。A对应条件下平衡常数K=___________。

（4）一定温度下，在容积不变的密闭容器中充入和，达平衡时的体积分数为a%，其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后的体积分数仍为a%的是__________。

a.             b.    

c.             d.

（5）与反应生成， 电离方程式为___________，向溶液中加入固体，则电离平衡往__________反应方向移动。

Answer

.②④ ad 压强 160 cd H2SO3H++HSO3-，HSO3-H++SO32-  正

【解析】(1)①因化学方程式的系数之比等于化学反应中各物质的反应速率之比，v(O2)正=v( SO3)正，又因v(O2)正=2v( SO3)逆，所以v( SO3)正和v( SO3)逆不相等，不是否达到平衡，故①错误；②气体的平均摩尔质量等于，根据质量守恒定律，反应过程中气体的总质量不变，该反应为气体的分子总数减少的反应，若混合气体的平均摩尔质量不变，说明平衡混合物中各组成成分含量不变，反应达到平衡状态，故②正确；③气体的密度ρ=，根据质量守恒定律，反应过程中气体的总质量不变，容器体积不变，气体的密度不会发生变化，故容器中气体的密度不随时间而变化，不能判断反应是否达到平衡，故③错误；④该反应为气体的分子总数减少的反应，当容器中气体的分子总数不随时间而变化时，平衡混合物中各组成成分含量不变，反应达到平衡状态，故④正确；故选：②④；

(2)a．升高温度可以增大活化分子百分数，有效碰撞的次数增加，则加快反应速率，故a正确；b. 使用催化剂，平衡不移动，二氧化硫的转化率不变，故b错误；c．使用催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率，但反应物分子平均能量不变，故c错误；d．缩小容器体积，压强增大，参加反应气体的浓度增大，反应速率加快，故d正确，故答案为：ad；

(3)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H＜0，正反应是放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，SO2(g)的平衡转化率α减小，而增大压强平衡正向移动，SO2(g)的平衡转化率α增大，所以X代表的物理量是压强；反应达平衡后，由图可知，SO2的平衡转化率α=0.80，参加反应的二氧化硫为2mol×80%=1.6mol，则：

           2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

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)=0.2 mol/L，c(O2)=0.1mol/L，c(SO3)=0.8mol/L，故平衡常数K==160，故答案为：压强；160；

(4)一定温度下，在容积不变的密闭容器中充入和，达平衡时的体积分数为a%，其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后的体积分数仍为a%需要转化为SO2、O2物质的量分别相等。a．若将2 mol SO3全部转化为SO2、O2，得到2 mol SO2和1 mol O2，与原平衡状态不同，故a错误；b.2mol SO2、1mol O2，与原平衡状态不同，故b错误；c. 若将4mol SO3全部转化为SO2、O2，得到4mol SO2和2 mol O2，与原平衡状态相同，故c正确；d. ，相当于4mol SO2和2mol O2，与原平衡状态相同，故d正确；故答案为：cd；

(5) 与反应生成， 属于中强酸，部分电离，电离方程式为H2SO3H++HSO3-，HSO3-H++SO32-；向溶液中加入固体，碳酸氢钠与电离出的氢离子反应删除二氧化碳，c(H+)减小，促进亚硫酸的电离，电离平衡往正反应方向移动，故答案为：H2SO3H++HSO3-，HSO3-H++SO32-；正。