利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫*的关键步骤．已知：SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）△...

问题详情：

利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫*的关键步骤．

已知：SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）△H=﹣98 kJ•mol﹣1．

（1）某温度下该反应的平衡常数K=，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol SO2（g）、16.0 mol O2（g）和3.0 mol SO3（g），则反应开始时v（正）　　v（逆）（填“＜”“＞”或“=”）．

（2）一定温度下，向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，达到平衡后体积变为1.6 L，则SO2的平衡转化率为　．

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

A．保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O2

B．保持温度和容器内压强不变，充入1.0 mol SO3

C．降低温度

D．移动活塞压缩气体

（4）若以如图所示装置，用电化学原理生产硫*，写出通入O2电极的电极反应式为　O　．

（5）为稳定持续生产，硫*溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为　．

【回答】

【考点】化学平衡的计算；原电池和电解池的工作原理；化学平衡的影响因素．

【专题】化学平衡专题．

【分析】（1）某温度下该反应的平衡常数K=，计算Qc与K比较，判断反应速率关系；

（2）2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，达到平衡后体积变为1.6 L，则

   SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）

开始  2      1        0

转化2x       x       2x

平衡2﹣2x    1﹣x       2x

由，解得x=0.12mol，以此计算；

（3）能使SO2（g）平衡浓度比原来减小，则化学平衡正向移动；

（4）通入O2电极为正极，得到电子；

（5）硫*溶液的浓度应维持不变，可知生成硫*溶液中硫*的质量为98g，则水的质量为98g，二氧化硫与水反应时消耗1mol水，以此计算．

【解答】解：（1）某温度下该反应的平衡常数K=，因为浓度商Qc==2.5＞K，所以化学反应正向进行，即v（正）＞v（逆），故*为：＞；

（2）2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，达到平衡后体积变为1.6 L，则

   SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）

开始  2      1        0

转化2x       x       2x

平衡2﹣2x    1﹣x       2x

由，解得x=0.6mol，

可知参与反应的SO2为1.2 mol，所以SO2的转化率α=×100%=60%，

故*为：60%；

（3）A．保持温度和容器体积不变，O2的浓度增大，平衡正向移动，SO2的浓度减小，故A正确；

B．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3，新的平衡与原平衡等效，SO2的浓度不变，故B错误；

C．降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO2的浓度减小，故C正确；

D．移动活塞压缩气体，SO2的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，SO2的浓度减小，再次到达平衡时SO2的浓度仍比原来大，故D错误；

故*为：AC；

（4）SO2被氧化为硫*，则通入O2的电极是正极，发生得电子还原反应，结合电解质溶液显**，则电极反应式是O2+4e﹣+4H+=2H2O，故*为：O2+4e﹣+4H+=2H2O；

（5）硫*溶液的浓度应维持不变，可知生成硫*溶液中硫*的质量为98g，则水的质量为98g，二氧化硫与水反应时消耗1mol水，则1 mol SO2转化为50%硫*所需水的质量为18g/mol×（1mol+）=116 g，故SO2与H2O质量比为32：116=16：29，故*为：16：29．

【点评】本题考查化学平衡移动、计算及电解池原理等，为高频考点，把握相关化学反应原理知识为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．

知识点：化学平衡单元测试

题型：填空题