题目内容
【题目】利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知：SO2 (g)+1/2O2(g) 
SO3(g) △H=-98 kJ/mol。
（1）某温度下该反应的平衡常数K=10/3，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入4.0mol SO2 (g)、9.0 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g)，则反应开始时v（正）_____ v(逆)（填“<”、 “>”或“=”）。
(2)一定温度下，向一带活塞的体积为2L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0molO2，达到平衡后体积变为1.6 L，则SO2的平衡转化率为___________。
(3)在(2)中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2 (g)平衡浓度比原平减小的是____（填字母）。
A.保持温度和容器体积不变，充入1.0mol O2 B．降低温度
C.保持温度和容器内压强不变，充入1.0 molSO3 D．移动活塞压缩气体
(4)用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃，沸点是445.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为Na2SO3(s)+H2SO4(98%)
Na2SO4+H2O+SO2↑。
①根据实验需要，应该在I、II、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A--E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。I、II、Ⅲ处连接的装置分别是______________________。
②从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中，应采取的操作是____________。
③通过测量装置________的增重来计算SO2的转化率。
④将SO2通入含1.5 mol氯酸的溶液中，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5×6.02×l023个电子转移时，该反应的化学方程式为________________。
【答案】 = 60% AB B、A、E/C 先加热催化剂，再滴入浓硫酸 II和III或A和E/C SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2
【解析】⑴.因为反应开始时浓度商QC = 
= 
= 
=K，所以反应开始时即处于平衡状态，v(正)＝v(逆)，故答案为：＝；
(2). 根据V前/V后=n前/n后可得，向一带活塞的体积为2L的密闭容器中充入2.0molSO2和1.0molO2，达到平衡后体积变为1.6L，则n后=2.4mol，结合三段式法：
SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)
起始(mol)2.0 1.0 0
转化(mol)a 1/2a a
平衡(mol)2.0a 11/2aa
则：(2.0a)+(1.01/2a)+a=2.4mol，a=1.2mol，所以SO2的转化率=1.2mol÷2mol×100%=60%，故答案为：60%；
(3). A. 保持温度和容器体积不变，充入1.0mol的O2，O2的浓度增大，平衡正向移动，SO2的浓度减小，故A正确；B. 降低温度，平衡向放热的方向移动，该反应的正反应为放热反应，所以平衡正向移动，SO2的浓度减小，故B正确；C. 保持温度和容器内压强不变，充入1.0mol SO3，新的平衡与原平衡等效，SO2的浓度不变，所以C错误；D. 移动活塞压缩气体，SO2的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减少的方向移动，即向正反应方向移动，SO2的浓度减小，再次到达平衡时SO2的浓度仍比原来大，所以D错误；故答案为：AB；
⑷. ①. Ⅰ装置必须要对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸来干燥二氧化硫气体；SO3的熔点是16.8℃，可以用冰水来获得三氧化硫；未反应完的二氧化硫对空气会产生污染，可以用碱石灰或者氢氧化钠溶液来进行尾气处理，故答案为：B； A；E/C；
②. 为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再滴入浓硫酸，故答案为：先加热催化剂，再滴入浓硫酸；
③.根据上述分析可知，装置II和III分别收集的是SO3和SO2，因此应通过测量装置II和III的增重来计算SO2的转化率，故答案是：II和III或A和E/C；
④. 氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合价为+5价，有1.5×6.02×1023个即1.5mol电子转移时，1.5mol氯酸中氯元素的化合价应由+5价降到+4价，所以产物中氯元素以二氧化氯的形式存在，二氧化硫被氧化为硫酸，故答案为：SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2。
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【题目】研究化学反应速率和化学反应限度具有重要意义。回答下列问题：
(Ⅰ)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10mL2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10mL5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10mL5% H2O2溶液 | 1mL0.1molL-1FeCl3溶液 |
④ | 10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1mL0.1molL-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1mL0.1molL-1FeCl3溶液 |
（1）实验①和②的目的是____________________________。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进措施是_________________________________________。
（2）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析图能够得出的实验结论是__________________________________。
(Ⅱ)丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等。
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：
①CH2=CHCH３(g)+NH3(g)+ 3/2 O2(g)→ CH2=CHCN(g)+3H2O(g) △H=－515 kJ/mol
②CH2=CHCH３(g)+ O2(g)→C3H4O(g)+H2O(g) △H=－353 kJ/mol
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_______________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是__________。
（2）丙烯腈和丙烯醛的产率与n(NH3)/n (丙烯)的关系如图所示。由图可知，最佳n(NH3)/n (丙烯)约为________，理由是________________。氨、丙烯、空气的进料理论体积比约为__________。
【题目】为探究氮的化合物相关性质，设计了如下实验，请你一起完成相关的探究过程。
（1）将一定量的氨气通入水中并配成1.00L溶液，取20.00mL的该溶液与0.100mol/L的HCl溶液进行中和滴定，为了准确判定终点，应在锥形瓶中加入2-3滴________作指示剂，滴定结果如下表：
实验次数 | 氨水用量（mL） | 盐酸初始读数（mL） | 盐酸最终读数（mL） |
第1次实验 | 20.00 | 0 | 20.10 |
第2次实验 | 20.00 | 1.10 | 21.00 |
第3次实验 | 20.00 | 0.20 | 22.20 |
根据以上滴定结果，测得氨水的物质的量浓度是_________，恰好中和时溶液呈____性（填“酸”或“碱”），用离子方程式解释其原因_______________________________________。
（2）如将干燥的氨气通入装有灼热氧化铜的玻璃管，发生反应生成两种单质，试写出该反应的化学方程式：___________________________________________。该反应中氨气表现出__________性 （填“氧化”或“还原”）
（3）NH4NO3是农业生产中常用的一种化肥，但大量使用易造成水体中氮含量超标而导致水体富营养化，使水体发黑发臭，现用如图装置对水中的铵根及硝酸根进行处理形成无污染的物质。NO3－在______（填 “阴极”或“阳极”或“正极”或“负极”）反应，该电极反应方程式为：___________________________________。
