Question

工業(yè)制硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將是一個(gè)關(guān)鍵的步驟。
（1）某溫度下，。開始時(shí)在100L的密閉容器中加入4.0molSO₂(g)和10.0molO₂，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出熱量196kJ，該溫度下平衡常數(shù)K=____________。
（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molmol,發(fā)生反應(yīng):,達(dá)平衡后改變下述條件，氣體平衡濃度都比原來增大的是____________(填字母)。

A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol

B．保持溫度和容器體積不變，充入2molN2

C．保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol

D．移動活塞壓縮氣體

E．升高溫度
（3）下列關(guān)于反應(yīng)的圖像中，不正確的是_________。

（4）同學(xué)們學(xué)習(xí)了電化學(xué)知識后大家提出，可以用電解的方法來生產(chǎn)硫酸，可避免產(chǎn)生酸雨，污染環(huán)境。于是大家設(shè)計(jì)了一個(gè)以鉑為電極，兩極分別通入SO₂和空氣，酸性電解液來實(shí)現(xiàn)電解生產(chǎn)硫酸。
①陽極的電極反應(yīng)為______________________________。
②若電解液為2L0.025mol的硫酸溶液，當(dāng)電解過程共轉(zhuǎn)移了0.1mol電子時(shí)，理論上消耗SO₂的體積為（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為_________，此溶液的pH="__________" (忽略溶液體積變化)。
③設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)的想法得到了老師的充分肯定，但與工業(yè)上生產(chǎn)硫酸相比還是有很多不足，請對此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的評價(jià)____________________________（寫出一點(diǎn)即可）。

Answer 1

（每空2分）
（1）10/3或3.33
（2）A、D
（3）C
（4）2SO₂ – 4e? + 4H₂O = 2SO₄²? +8H⁺   1.12L     1
耗費(fèi)大量的電能，不經(jīng)濟(jì)；產(chǎn)率低，不能大規(guī)模生產(chǎn)

試題分析： （1）轉(zhuǎn)化的SO₂為：196kJ÷98kJ?mol?¹=2mol,根據(jù)三行式計(jì)算：
SO₂  + O₂  SO₃
初始濃度（mol?L?¹）  0.04     0.1        0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?¹）  0.02   0.01       0.02
平衡濃度（mol?L?¹）  0.02     0.09       0.02
可得平衡常數(shù)K=0.02÷（0.02×=10/3
（2）A、增加SO3，平衡逆向移動，三者濃度都增大；B、N₂與反應(yīng)無關(guān)，三者濃度都不變；C、保持壓強(qiáng)不變，充入SO₃，根據(jù)等效平衡原理，三者濃度不變；D、加壓后各物質(zhì)的濃度都大于原平衡；E、升高溫度，平衡逆向移動，SO₂、O₂濃度增大，SO₃濃度減小。
（3）A、溫度升高，平衡逆向移動，逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大，正確；B、圖像的前半段為反應(yīng)建立平衡的過程，SO₃%逐漸增大，T₁之后的階段為化學(xué)反應(yīng)隨溫度的升高平衡移動的過程，升高溫度，平衡逆向移動SO₃%逐漸減小，圖像正確；C、600℃高于500℃，平衡逆向移動，SO₃%逐漸減小，圖像錯誤；D、增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，SO₃%增大，圖像正確。
（4）①陽極上發(fā)生失電子反應(yīng)，SO₂失電子生成SO₄²?。
②V(SO₂) =0.1mol÷2×22.4L/mol=1.12L；
pH=-lg（0.1mol×2÷2L）=1
③電解需要消耗大量的電能，所以本設(shè)計(jì)耗費(fèi)大量的電能，不經(jīng)濟(jì)；產(chǎn)率低，不能大規(guī)模生產(chǎn)。