Question

15．黄铁矿（主要成分为FeS₂）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO₂和Fe₃O₄．
（1）将0.050molSO₂（g）和0.030molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L．计算该条件下反应的平衡常数K为1600SO₂的平衡转化率为80%；
若将0.10molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中在该温度下达平衡，与前者比较，SO₂的平衡转化率增大SO₂的体积分数减小（填增大、减小、不变、无法确定）
（2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的有B（填字母）
A  升高温度     B  降低温度        C  增大压强
D  减小压强     E  加入催化剂      G  移出氧气
（3）SO₂尾气用饱和Na₂SO₃溶液吸收可得到更重要的化工原料，反应的化学方程式为SO₂+H₂O+Na₂SO₃=2 NaHSO₃．

Answer 1

分析 （1）将0.050molSO₂（g）和0.030molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L，则：
               2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始浓度（mol/L）：0.05     0.03      0
变化浓度（mol/L）：0.04    0.02     0.04
平衡浓度（mol/L）：0.01     0.01      0.04
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$，转化率=$\frac{浓度变化量}{起始浓度}$×100%；
若将0.10molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中在该温度下达平衡，等效为在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动；
（2）在体积不变的条件下，改变措施提高SO₂平衡转化率，应使平衡正向移动，注意不能只增大二氧化硫浓度，否则二氧化硫转化率为降低；
（3）SO₂尾气用饱和Na₂SO₃溶液吸收得到NaHSO₃．

解答 解：（1）将0.050molSO₂（g）和0.030molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c（SO₃）=0.040mol/L，则：
                 2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始浓度（mol/L）：0.05     0.03      0
变化浓度（mol/L）：0.04     0.02      0.04
平衡浓度（mol/L）：0.01     0.01      0.04
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.0{4}^{2}}{0.0{1}^{2}×0.01}$=1600，二氧化硫转化率=$\frac{0.04mol/L}{0.05mol/L}$×100%=80%；
若将0.10molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容积为1L的密闭容器中在该温度下达平衡，等效为在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，SO₂的平衡转化率 增大、SO₂的体积分数减小，
故答案为：1600；80%；增大；减小；
（2）在体积不变的条件下，改变措施提高SO₂平衡转化率，应使平衡正向移动，注意不能只增大二氧化硫浓度，否则二氧化硫转化率为降低．
A 正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，SO₂平衡转化率降低，故A错误，
B 正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，SO₂平衡转化率增大，故B正确；
C 增大压强，可能是增大物质的浓度，也可能升高温度，不能确定平衡移动方向，不能确定二氧化硫转化率变化，故C错误；
D 减小压强，可能是减小物质的浓度，也可能降低温度，不能确定平衡移动方向，不能确定二氧化硫转化率变化，故C错误；
E 加入催化剂，不影响平衡移动，SO₂平衡转化率不变，故E错误；
G 移出氧气，平衡逆向移动，SO₂平衡转化率减小，故G错误，
故选：B；
（3）SO₂尾气用饱和Na₂SO₃溶液吸收得到NaHSO₃，反应方程式为：SO₂+H₂O+Na₂SO₃=2 NaHSO₃，
故答案为：SO₂+H₂O+Na₂SO₃=2 NaHSO₃．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素，（2）中C为易错点，学生容易忽略体积不变，难度中等．