Question

(10分)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，也是化学工业的重要原料。

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料（与氧气反应）生产SO₂，进料前必须将黄铁矿粉碎，目的是________。

（2）实验测得SO₂反应生成SO₃的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是                  。

（3）利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤。

已知在T₂温度时：2SO₂(g)+O₂(g)   2SO₃(g)；△H＝－196.6kJ·mol^－1，

①在T₁温度时，该反应的平衡常数，若在此温度下，向10L的恒容密闭容器中，充入0.3 mol SO₂(g)、1.6mol O₂(g) 和0.3 mol SO₃(g)，则反应开始时正反应速率      逆反应速率(填“＜”、“＞”或“=”)。

②在T₂温度时，开始在10L的密闭容器中加入4. 0 mol SO₂(g)和10mol O₂(g)，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196.6kJ。此时二氧化硫的转化率为      。

③在②中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂(g)平衡浓度比原减小的是           (填字母)。

A．保持温度和容器体积不变，充入1mol O₂(g)

B．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO₃ (g)

C．降低温度

D．在其他条件不变时，减小容器的容积

Answer

（1）增大与氧气的接触面积，加快反应速率

（2）400℃，1大气压

（3）①＜ (2分) ②50％(2分) ③A、C(2分)

【解析】

试题分析：（1）接触面积越大，反应速率越快；（2）温度低二氧化硫的转化率大，增大压强对增大二氧化硫的转化率影响不大，并且增大压强要消耗大量能量、对设备要求高；所以从经济的角度，选择条件为400℃，1大气压；（3）①Q=；即Q>K,平衡逆向移动，正反应速率＜逆反应速率；②根据2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)；△H＝－196.6kJ·mol－1，放出196.6kJ的能量，说明生成三氧化硫1mol，则消耗二氧化硫1 mol，所以二氧化硫的转化率为；③保持温度和容器体积不变，充入1mol O2(g)，平衡右移，二氧化硫浓度减小；保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3 (g)，平衡左移，二氧化硫浓度增大；降低温度，平衡右移，二氧化硫浓度减小；在其他条件不变时，减小容器的容积，二氧化硫浓度增大。

考点：本题考查反应速率、平衡移动原理。