Question

【题目】某研究性学习小组的同学为在实验室再现二氧化硫催化氧化的过程，并制取少量三氧化硫晶体，设计了如图所示的装置。已知三氧化硫遇水生成硫酸并放出大量热，容易形成酸雾。试回答：

（1）已知450℃时，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝25，则在450℃时，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的化学平衡常数为___。

（2）A中的试剂是___。

（3）在实验过程中不必持续加热，说明该平衡的△H___0（填“>”或“＝”或“<”）,C装置用来收集三氧化硫，其中冰盐水的作用是___；若用32g铜跟足量浓硫酸反应制取二氧化硫，实验结束时得到20g三氧化硫，该实验中二氧化硫的转化率不小于___。

（4）请指出本套实验装置的明显缺陷是：___。

Answer 1

【答案】0.04 浓H2SO4 ＜ 冷却SO3以得到晶体 50% 缺少尾气吸收装置

【解析】

(1)相同条件下，可逆反应的化学平衡常数互为倒数，据此分析计算；

(2)根据图示，进入硬质玻璃管的气体需要干燥，据此分析判断；

(3)在实验过程中不必持续加热，说明该反应为放热反应；结合三氧化硫的熔沸点分析解答；32g铜的物质的量==0.5mol，根据2H2SO4(浓) + CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑计算理论上得到的三氧化硫，再计算二氧化硫的转化率；

(4)该反应为可逆反应，尾气中一定含有二氧化硫，据此分析解答。

(1)相同条件下，可逆反应的化学平衡常数互为倒数，因此在450℃时，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的化学平衡常数==0.04，故答案为：0.04；

(2)根据图示，进入硬质玻璃管的气体需要干燥，因此A中的试剂为浓硫酸，故答案为：浓H2SO4；

(3)在实验过程中不必持续加热，说明该反应为放热反应，△H＜0；C装置用来收集三氧化硫，其中冰盐水可以冷却SO3以得到三氧化硫晶体；32g铜的物质的量==0.5mol，根据2H2SO4(浓) + CuCuSO4 + 2H2O +SO2↑可知，理论上跟足量浓硫酸反应可以生成0.5mol二氧化硫，若完全转化，能够得到0.5mol三氧化硫，因此实验中二氧化硫的转化率不小于×100%=50%，故答案为：＜；冷却SO3以得到晶体；50%；

(4)该反应为可逆反应，尾气中一定含有二氧化硫，会污染环境，故答案为：缺少尾气吸收装置。