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：SO2（g）＋O2（g） SO3（g） △H＝－98 kJ·mol

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：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 molO₂，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酸，写出通入O₂电极的电极反应式为。

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

答案：

（1）＞（2）60% （3）A、C（4）O2＋4e－＋4 H+ ＝2H2O（5）16:29 【解析】试题分析：(1)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)，可得K`=9/144，K`＜K，故反应向正反应方向移动，正反应速率＞逆反应速率。（2）根据SO2（g）＋O2（g） SO3（g），体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2，达到平衡后体积变为1.6 L，可知反应后压强变为原来的1.6L/2L=80%，故反应后的总物质的量为（2+1）×80%=2.4mol。 SO2（g）＋O2（g） SO3（g）起始 2mol 1mol 0mol 反应 2a a 2a 终了 2-2a 1-a 2a 故(2-2a)+(1-a)+2a=2.4mol 则a=0.6mol。故SO2的转化率为（2-2×0.6）mol/2mol×100%=60% （3）A选项，加入反应物氧气，反应向正反应方向进行，SO2浓度降低。B选项，加入SO2，反应向正反应方向进行，但SO2转化率降低，浓度升高。C选项，该反应为放热反应，降低温度，向正反应方向进行，SO2浓度降低。D选项，活塞压缩体积，平衡向正反应方向移动，但体积减小，浓度增大。故选择A、C选项。（4）O2＋4e－＋4 H+ ＝2H2O（5）该反应的总反应方程式应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，设加入SO2的物质的量为a，加入H2O的物质的量为b故=0.5，故a：b=9：58。则二者的质量之比为16:29。考点：化学平衡常数的含义；电极反应和电池反应方程式；化学平衡的影响因素。

推荐试题

海底蕴藏着大量的“可燃冰”。用甲烷制水煤气（CO、H₂），再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油。

已知：① CH₄(g)＋H₂O (g)＝CO (g)＋3H₂ (g) △H₁＝+206.2kJ·mol^-1

② CH₄(g)＋O₂(g)＝CO(g)＋2H₂(g) △H₂=－35.4 kJ·mol^-1

③ CH₄ (g)＋2H₂O (g)＝CO₂ (g)＋4H₂ (g) △H₃＝+165.0 kJ·mol^-1

（1）CH₄(g)与CO₂ (g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为。

（2）从原料、能源利用的角度，分析反应②作为合成甲醇更适宜方法的原因是。

（3）水煤气中的H₂可用于生产NH₃，在进入合成塔前常用[Cu(NH₃)₂]Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是： [Cu(NH₃)₂]Ac + CO + NH₃ [Cu(NH₃)₃]Ac·CO △H＜0

[Cu(NH₃)₂]Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是。

（4）将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如下图（A、B为多孔性石墨棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。0＜V≤44.8 L时，电池总反应方程式为。

② 44.8 L＜V≤89.6 L时，负极电极反应为。

③ V=67.2 L时，溶液中离子浓度大小关系为。

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（1）①和⑥的作用是。

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（3）反应结束后，缓缓通入空气的目的是。

（4）为计算该实验中含氰废水被处理的百分率，需要测定的质量。

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