题目内容
【题目】SO2的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一,该反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3,
△H<0。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是__________(填字母)。
a.SO2和SO3浓度相等 b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变 d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
(2)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
是______________(填字母)。
a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入O2
c.改变反应的催化剂 d.降低温度
(3)将0.050 mol SO2 (g)和0.030 mol O2 (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。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的转化率(不必写出计算过程)。
①平衡常数K=______________;
②平衡时,SO2的转化率α (SO2) =_____________。
(4)SO2尾气常用饱和Na2SO3溶液吸收,减少SO2气体污染并可得到重要的化工原料NaHSO3。己知NaHSO3溶液同时存在以下两种平衡:①HSO3-SO32-+H+ ②HSO3-+H2OH2SO3+OH-、常温下,0.1 mol/LNaHSO3溶液的 pH<7,则该溶液中 c (H2SO3)__________c (SO32-)(填“>”或“=”或“<”下同)。
【答案】 bc bd 1.6×103 80% <
【解析】试题分析::(1)a.SO2和SO3浓度相等,不能说明正逆反应速率相同,不能说明反应达到平衡状态,a错误;b.SO2百分含量保持不变是平衡标志,b正确;c.反应前后气体体积分数变化,容器中气体的压强不变说明反应达到平衡状态,c正确;d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等是逆反应正向进行,不能说明反应达到平衡状态,d错误;答案选bc;
(2)当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,提高SO2平衡转化率,平衡正向进行;a.向装置中再充入N2,恒容恒温容器中总压增大分压不变,平衡不变,a错误;b.两种反应物增加一种会提高另一种的转化率,向装置中再充入O2,会提高二氧化硫转化率,b正确;c.改变反应的催化剂,改变反应速率不改变化学平衡,c错误;d.反应是放热反应,降低温度平衡正向进行,二氧化硫转化率增大,d正确;答案选bd;
(3) 2SO2+O22SO3,
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
①平衡常数K==1.6×103
②平衡时,SO2的转化率α(SO2)=×100%=80%;
(4)已知NaHSO3中的HSO3-既能电离又能水解:HSO3-H++SO32-电离显酸性,HSO3-+H2OH2SO3+OH-水解显碱性;常温下,0.1molL-1NaHSO3溶液的pH小于7,说明电离大于水解,故:c(SO32-)>c(H2SO3)。