Question

工業(yè)制硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是一個(gè)關(guān)鍵的步驟．
（1）某溫度下，SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ?mol^-1．開始時(shí)在100L的密閉容器中加入4.0mol SO₂（g）和10.0mol O₂（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ，該溫度下SO₂的轉(zhuǎn)化率是

50%

．
（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），達(dá)到平衡后改變下述條件，SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都 比原來(lái)增大的是

A、C、F

（填字母）．
A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂
C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol SO₃
E．升高溫度
F．移動(dòng)活塞壓縮氣體
（3）某人設(shè)想以如圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸，
寫出通入SO₂的電極的電極反應(yīng)式：

SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺

．
檢驗(yàn)其中產(chǎn)物有SO₄^2-的具體操作為

取少量溶液于試管中加入鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再加入BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀說(shuō)明溶液中含SO₄^2-

．
（4）下列關(guān)于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應(yīng)的圖象中，正確的是

ABD

．
SO₂中的S元素處于中間價(jià)態(tài)既具有氧化性又具有還原性，它還是酸性氧化物和具有漂白性．將SO₂氣體通入酸性KMnO₄中，酸性KMnO₄褪色，SO₂表現(xiàn)

還原性

性，其中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為

2：5

（已知KMnO₄酸性條件下的還原產(chǎn)物為Mn²⁺）

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算出c（SO₂），再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式求出SO₂的轉(zhuǎn)化率；
（2）根據(jù)平衡移動(dòng)的方向判斷；
（3）原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂被氧化生成SO₄^2-；鋇離子和硫酸根離子生成硫酸鋇白色沉淀．
（4）升高溫度，加快反應(yīng)速率到達(dá)平均的時(shí)間縮短，逆反應(yīng)速率增大更多，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，三氧化硫的含量降低；增大壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率到達(dá)平均的時(shí)間縮短，正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，三氧化硫的含量增大，據(jù)此結(jié)合圖象判斷；根據(jù)化合價(jià)的升降來(lái)確定電子的轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù)從而確定氧化劑和還原劑的質(zhì)量比分析．

解答：（1）在T₂溫度時(shí)，開始在100L的密閉容器中加入4.0molSO₂和10.0molO₂，一定條件下當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ根據(jù)1molSO₂完全反應(yīng)放熱98KJ；則一定條件下當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ，消耗二氧化硫物質(zhì)的量=

1mol×196KJ

98KJ

=2mol；依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：
              SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）
開始量（mol）   4       10                  0
變化量（mol）   2       1                   2
平衡量（mol）  2        9                   2
所以SO₂的轉(zhuǎn)化率α=

2mol

4mol

×100%=50%，故答案為：50%；
（2）A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃，平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng)，則SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，故A正確；
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，對(duì)平衡移動(dòng)沒有影響，各物質(zhì)的濃度不變，故B錯(cuò)誤；
C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來(lái)增大，故C正確；
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol SO₃，處于等效平衡狀態(tài)，濃度不變，故D錯(cuò)誤；
E．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng)，SO₃的濃度減小，故E錯(cuò)誤；
F．移動(dòng)活塞壓縮氣體，體積減小，各物質(zhì)的濃度都增大，故F正確．
故答案為：A、C、F
（3）依據(jù)圖裝置分析，二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，二氧化硫被氧化為三氧化硫溶于水生成硫酸；電極反應(yīng)為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；取少量溶液于試管中加入鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再加入BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀說(shuō)明溶液中含SO₄^2-
（4））A．升高溫度，逆反應(yīng)速率增大更多，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，圖象與實(shí)際符合，故A正確；
B．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，三氧化硫的含量降低，圖象與實(shí)際符合，故B正確；
C．升高溫度，加快反應(yīng)速率到達(dá)平均的時(shí)間縮短，逆反應(yīng)速率增大更多，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，三氧化硫的含量降低，圖象與實(shí)際不符，故C錯(cuò)誤；
D．增大壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率到達(dá)平均的時(shí)間縮短，正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，三氧化硫的含量增大，圖象與實(shí)際符合，故D正確；
故答案為：ABD         
（5）最高價(jià)元素只有氧化性，最低價(jià)元素只有還原性，中間價(jià)態(tài)的元素既有氧化性又有還原性；將SO₂氣體通入酸性KMnO₄中，酸性KMnO₄褪色，高錳酸鉀中錳元素是最高價(jià)具有氧化性，二氧化硫具有還原性；高錳酸鉀中某元素的化合價(jià)是+7價(jià)，反應(yīng)后生成Mn²⁺；所以一個(gè)高錳酸鉀離子被還原為錳離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是5個(gè)，二氧化硫被氧化后生成硫酸根離子，硫元素的化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?6價(jià)，一個(gè)二氧化硫分子生成一個(gè)硫酸根離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是2個(gè)，故答案：還原性，2：5

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡和電化學(xué)知識(shí)，題目難度中等，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（4），注意根據(jù)濃度不變結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算．