（2010•安庆模拟）工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化：
（2010•安庆模拟）工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化：
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H=-196.6kJ•mol-1
（1）生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是______（填字母）．
A．向装置中充入N2
B．向装置中充入过量的O2
C．使用更高效的催化剂
D．升高温度
（2）在一密闭容器中充入4mol SO2和一定量O2，当放出353.6kJ热量时，SO2的转化率最接近于______（填字母）．
A．40%B．50%C．80%D．90%
（3）580℃时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol•L-1、8.0×10-3mol•L-1和4.4×10-2mol•L-1．该温度下反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）的平衡常数K=______．
（4）硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时需要加以处理后才能排放．现用右图所示装置测定尾气中SO2的含量，当通入尾气11.2L（标准状况下测定）时，碘水恰好褪色．通过计算说明，该尾气能否直接排放（写出计算过程）．
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H=-196.6kJ•mol-1
（1）生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是______（填字母）．
A．向装置中充入N2
B．向装置中充入过量的O2
C．使用更高效的催化剂
D．升高温度
（2）在一密闭容器中充入4mol SO2和一定量O2，当放出353.6kJ热量时，SO2的转化率最接近于______（填字母）．
A．40%B．50%C．80%D．90%
（3）580℃时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol•L-1、8.0×10-3mol•L-1和4.4×10-2mol•L-1．该温度下反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）的平衡常数K=______．
（4）硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时需要加以处理后才能排放．现用右图所示装置测定尾气中SO2的含量，当通入尾气11.2L（标准状况下测定）时，碘水恰好褪色．通过计算说明，该尾气能否直接排放（写出计算过程）．
反应SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI中，n（SO2）=n（I2）=20×10-3L×0.025mol/L=0.0005mol，V（SO2）=0.0005mol×22.4L/mol=0.0112L，
V（SO2）%=[0.0112L/11.2L]×100%=0.1%＞0.05%，故不能直接排放
V（SO2）%=[0.0112L/11.2L]×100%=0.1%＞0.05%，故不能直接排放
反应SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI中，n（SO2）=n（I2）=20×10-3L×0.025mol/L=0.0005mol，V（SO2）=0.0005mol×22.4L/mol=0.0112L，
V（SO2）%=[0.0112L/11.2L]×100%=0.1%＞0.05%，故不能直接排放
． V（SO2）%=[0.0112L/11.2L]×100%=0.1%＞0.05%，故不能直接排放
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解题思路：（1）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，欲提高SO2的转化率，则改变条件使平衡向正反应方向移动；
（2）由2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H=-196.6kJ•mol-1，则1mol SO2完全反应，放出98.2kJ的热量，利用物质的量与放出的热量成正比计算反应的二氧化硫，以此计算SO2的转化率；
（3）根据化学平衡常数=[生成物平衡浓度系数次幂之积/反应物平衡浓度系数次幂之积]来计算化学平衡常数；
（4）计算二氧化硫的含量，根据硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时不能任意排放来回答．
（2）由2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H=-196.6kJ•mol-1，则1mol SO2完全反应，放出98.2kJ的热量，利用物质的量与放出的热量成正比计算反应的二氧化硫，以此计算SO2的转化率；
（3）根据化学平衡常数=[生成物平衡浓度系数次幂之积/反应物平衡浓度系数次幂之积]来计算化学平衡常数；
（4）计算二氧化硫的含量，根据硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时不能任意排放来回答．
（1）A．向装置中充入N2，化学平衡不会移动，不会提高二氧化硫转化率，故A错误；
B．向装置中充入过量的O2，化学平衡正向移动，会提高二氧化硫转化率，故B正确；
C．使用更高效的催化剂，不会引起化学平衡的移动，不会提高二氧化硫转化率，故C错误；
D．升高温度，化学平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减小，故D错误．
故选：B．
（2）设反应的二氧化硫为x，则
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），△H=-196.6kJ•mol-1
2mol 196.6kJ
x353.6kJ
[2/x＝
196.6
353.6]，解得x=3.6mol，
所以SO2的转化率为[3.6/4]×100%=90%，
故选：D．
（3）反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol•L-1、8.0×10-3mol•L-1和4.4×10-2mol•L-1．该温度下反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）的平衡常数K=
c2(SO3)
c2(SO2)•c(O2)=
(4.4×10−2)2
(8.0×10−3)•(6.0×10−3)2=6.72×103，
故答案为：6.72×103；
（4）根据反应SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI，n（SO2）=n（I2）=20×10-3 L×0.025 mol/L=0.0005 mol，V（SO2）=0.0005 mol×22.4 L/mol=0.0112 L
V（SO2）%=[0.0112L/11.2L]×100%=0.1%＞0.05%，故不能直接排放，
故答案为：反应中SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI，n（SO2）=n（I2）=20×10-3 L×0.025 mol/L=0.0005 mol，V（SO2）=0.0005 mol×22.4 L/mol=0.0112 L，V（SO2）%=[0.0112L/11.2L]×100%=0.1%＞0.05%，故不能直接排放．
点评：
本题考点： 化学平衡的影响因素；化学平衡常数的含义；化学平衡的计算．
考点点评： 本题涉及化学平衡的影响因素以及平衡的计算等知识，主要知识的归纳和整理是解题的关键，难度不大．
1年前
5
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