题目内容

已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）；△H＜0的实验数据如下表：

温度

不同压强下SO2的转化率（%）

1×105Pa

5×105Pa

1×106Pa

5×106Pa

1×107Pa

450℃

97.5

98.9

99.2

99.6

99.7

550℃

85.6

92.9

94.9

97.7

98.3

（1）应选的温度是                     。

（2）应采用的压强是                     ，理由是                               。

（3）在合成的SO3过程中，不需要分离出SO3的原因是                              。

（1）450℃；（2）1×105Pa  因为常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大的压强，SO2的转化率提高很少，但需要动力更大，对设备的要求更高；（3）因为SO2的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少，故不需要分离SO3。


解析:

工业生产中既要考虑反应速率快，又要考虑原料转化率高，同时也要考虑实现条件的限制。当它们出现矛盾时，两者都要兼顾，特别要适应催化剂的活性。该反应与合成氨相似，但实际情况又不完全相同，故解题时应理论联系实际，依据合成SO3的实验数据来解答。该反应与合成氨的反应相似：都是气体体积缩小的放热反应，温度升高有利于加快反应速率，但降低了反应物的转化率，适宜的条件的选择需要综合考虑。增大压强有利于加快反应速率，同时也提高了反应物的转化率，但压强对SO2的转化率影响不大，同时加压需要动力因素、设备耐压因素，综合经济效益，生产过程中采用在常压下进行最合理。由于SO2的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少，故不需要分离SO3。

练习册系列答案
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已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-197kJ/mol，同温下，向体积相同的密闭容器甲、乙中分别充入2molSO2、1molO2和1molSO2、0.5molO2，当反应分别达平衡时放出的热量分别为Q1和Q2（单位为kJ），则下列比较正确的是（　　）
硫及其化合物在化学工业中应用非常广泛．
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中
NO2
NO2
能导致光化学烟雾的形成；
目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化．
如：CO（g）+NO2（g）?NO（g）+CO2（g）△H=-akJ?mol-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1（b＞0）
则用标准状况下的3.36L CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中放出的热量为
3(2a+b)
80
3(2a+b)
80
kJ（用含有a和b的代数式表示）．
（2）工业上生产硫酸时，将SO2氧化为SO3是关键一步．
①某温度下，已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），△H=-196kJ?mol-1．开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和5.0mol O2（g），5分钟后反应达到平衡，共放出热量196kJ，该温度下此反应的平衡常数K=
2.5mol-1?L
2.5mol-1?L
，用O2表示的反应速率为
0.02mol?L-1?min-1
0.02mol?L-1?min-1
．
②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是
AE
AE
（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2
C．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3
D．升高温度
E．移动活塞压缩气体
（3）某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式
SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-
SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-
．
精英家教网以下是对化学反应变化过程及结果的研究．按要求回答问题：
（1）关于能量变化的研究已知：
①2CH3OH（1）+3CO2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akjmol-
②CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△-bkjmol -
③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckjmol-
则：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=
 
kJ?mol-1．
（2）关于反应速率和限度的研究
①已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式 CH3COOH HCN H2CO
电离平衡常数（25℃） 1.8×10-5 4.9×10-10 K1=4.3×10-7  K1=5.6×10-11
则等物质的量浓度的（l）CH3COONa、②NaCN、③Na2CO3、④NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为
 
（填编号）
②已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）：△H=-196kjmol，在一个容积为2L的容器中加入2molSO2和lmol O2，在某温度下充分反应，经过30min达到平衡，放出热量176.94kJ．如果用SO2表示该反应的反应速率，则v（SO2）=
 
．
③图为某温度下，CuS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的S2-浓度、金属阳离子浓度变化情况．如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是
 
．向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Cu2+、Fe2+的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为
 
（填化学式）沉淀．
（3）关于电化学的研究全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池．其电池总反应为：VO2++2H++V2+ 
放电
通电
  V3+VO2++H2O．则充电时阳极反应式为
 
，用此电池电解1L 1mol?L-1的CuSO4溶液，当转移0.1mol电子时，溶液的pH=
 
（不考虑溶液体积变化）．
已知2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g），△H=-197.8kJ?mol-1，则反应：SO3 （g）═
1
2
O2 （g）+SO2 （g）的△H是（　　）
A、+197.8kJ?mol-1
B、+98.9kJ?mol-1
C、-296.7kJ?mol-1
D、-98.9kJ?mol-1
已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol-1．在相同温度和体积均为1L的四个密闭容器中，保持温度和容积不变，以四种不同的投料进行反应，平衡时有关数据如下．下列关系正确的是（　　）
容器 甲 乙 丙 丁
起始加入量 2mol SO2+1mol O2 1mol SO2+0.5mol O2 2mol SO3 2mol SO2+2mol O2
反应放出或吸收的热量/kJ a b c d
平衡时c（SO3）/mol?L-1 e f g h
A、a＜2b：e＞2f
B、a=c：e=g
C、a＞d：e＞h
D、c+98.3e=196.6

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