Question

利用催化氧化反應(yīng)將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．
已知：SO₂+

1

2

O₂?SO₃△H=-98KJ?mol^-1
（1）在T₁溫度時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

10

3

，若在此溫度下，向100L的恒容密閉容器中，充入3.0molSO₂、16.0molO₂和3.0molSO₃，則反應(yīng)開始時(shí)正反應(yīng)速率______逆反應(yīng)速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）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．此時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為______．
（3）在（2）中的反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO₂平衡濃度比原來減小的是______（填字母）．
A．保持溫度和容器體積不變，充入1.0molO₂
B．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入2.0molSO₂和5.0molO₂
C．降低溫度
D．在其他條件不變時(shí)，減小容器的容積
（4）有人設(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：______．
（5）由硫酸可制得硫酸鹽．在一定溫度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，

c(C O 2-3 )

c(S O 2-4 )

=______．[已知該溫度時(shí)，KSP(BaSO4)=1.3×10-10，KSP(BaCO3)=5.2×10-9]．

Answer 1

（1）SO₂+

1

2

O₂?SO₃△H=-98KJ?mol^-1，向100L的恒容密閉容器中，充入3.0molSO₂、16.0molO₂和3.0molSO₃，
因?yàn)闈舛壬蘍_C=

c(SO3)

c(SO2)[c(O2)] 1 2

=

3.0mol 100L

3.0mol 100L ×( 16.0mol 100L ) 1 2

=2.5＞K，所以化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行，即v（正）＞v（逆），故答案為：＞；
（2）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%；
（3）A、保持溫度和容器體積不變，O₂的濃度增大，平衡正向移動(dòng)，SO₂的濃度減小，所以A正確；
B、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入2.0molSO₂和5.0molO₂，新的平衡與原平衡等效，SO₂的濃度不變，所以B錯(cuò)誤；
C、降低溫度，平衡向放熱的方向移動(dòng)，而正反應(yīng)為放熱，所以平衡正向移動(dòng)，SO₂的濃度減小，所以C正確；
D、在其他條件不變時(shí)，減小容器的容積，SO₂的濃度瞬間增大，之后平衡向氣體體積減少的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，SO₂的濃度減小，再次到達(dá)平衡時(shí)SO₂的濃度仍比原來大，所以D錯(cuò)誤．
故答案為：A、C；
（4）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=SO₄^2-+4H⁺+2e^-；
故答案為：SO₂+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺+2e^-；      
（5）在一定溫度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，依據(jù)溶度積常數(shù)可知沉淀向硫酸鋇沉淀分析轉(zhuǎn)化，BaCO₃+SO₄^2-=BaSO₄+CO₃^2-；結(jié)合碳酸鋇和硫酸鋇溶度積常數(shù)；

c(CO22-)

c(SO42-)

=

Ksp(BaCO3)

Ksp(BaSO4)

=

5.2×10-9

1.3×10-10

=40；
故答案為：40；