Question

【題目】在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H< 0。查閱資料知：SO3熔點(diǎn)16.83℃，沸點(diǎn)44.8℃。

（1）600℃時(shí)，在一容積為2 L的密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過程中SO2，O2，SO3物質(zhì)的量變化如圖。

①據(jù)圖判斷，該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是_______。

②計(jì)算600℃下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù) K=_______。

③據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是________________(用文字表達(dá))。

（2）某化學(xué)研究學(xué)習(xí)小組用下圖的裝置組裝設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率，儀器的連接順序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。

①為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)時(shí)Ⅰ處滴入濃硫酸與Ⅱ處加熱催化劑的先后順序是____。

②在Ⅰ處用大火加熱燒瓶時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)_______。(選填“增大”“不變”或“減小”)

③用n mol Na2SO3粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，繼續(xù)通入O2一段時(shí)間后，稱得Ⅲ處增重 m g，則本實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率為_____________。

Answer 1

【答案】15~20 min、 25~30min 1.56 增大氧氣的濃度（或物質(zhì)的量） 先加熱Ⅱ處催化劑 減小 ×100%

【解析】

（1）①根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析；

②根據(jù)K的表達(dá)式和平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度計(jì)算；

③在SO2、O2、SO3物質(zhì)的量的變化圖中，20min時(shí)n(O2)突然增大，而此時(shí)SO2、SO3的物質(zhì)的量不變，隨后平衡正向移動(dòng)，所以此時(shí)改變的條件應(yīng)為增大O2的物質(zhì)的量。

（2）I中制備SO2和O2的混合氣，V裝置干燥混合氣，II裝置實(shí)現(xiàn)二氧化硫的催化氧化，IV裝置冷凝SO3，III裝置吸收未反應(yīng)的二氧化硫，據(jù)此分析結(jié)合反應(yīng)特點(diǎn)解答。

（1）①據(jù)圖判斷，該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是15~20min、25~30min；

答案為：15~20min、25~30min；

②600℃下，從圖中可以看出，20min達(dá)平衡時(shí)，n(SO2)=0.16mol，n(O2)=0.08mol，n(SO3)=0.04mol，則濃度為c(SO2)=0.08mol/L，c(O2)=0.04mol/L，c(SO3)=0.02mol/L，

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù) K=；

答案為：1.56；

③據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是增大氧氣的濃度（或物質(zhì)的量）；

答案為：增大氧氣的濃度（或物質(zhì)的量）。

（2）① 為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)時(shí)Ⅰ處滴入濃硫酸與Ⅱ處加熱催化劑的先后順序是先加熱Ⅱ處催化劑；

答案為：先加熱Ⅱ處催化劑；

② 在Ⅰ處用大火加熱燒瓶時(shí)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致SO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小；

答案為：減小；

③ n mol Na2SO3粉末與足量濃硫酸反應(yīng)，理論上生成SO2 n mol；Ⅲ處增重 m g，說明未反應(yīng)的SO2為mg，參加反應(yīng)的SO2的質(zhì)量為(64n-m)g，實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率為；

答案為： 。