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)。

练习册系列答案
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回答下列问题:

(1)第②步所得滤渣的成分是________。

(2)操作④中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶,该工艺过程若要在实验室里完成,其中的“过滤”操作,可选用下列装置________(填选项)。

(3)第③步的实验操作是______、过滤,从而获得副产品 FeSO4·7H2O。

(4)为测定操作③所得滤液中TiO2+的浓度,取待测滤液10 mL 用蒸馏水稀释至100 mL,加入过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2+ + Al + 6H+ = 3Ti3+ + Al3+ + 3H2O。过滤后,取出滤液20.00 mL(加铝粉时引起溶液体积的变化忽略不计),向其中滴加2~3 滴KSCN溶液作指示剂,用 0.1000 mol·L-1NH4Fe(SO4)2 标准溶液滴定至溶液出现红色,此时溶液中 Ti3+全部被氧化为 Ti4+,消耗标准液30.00mL。回答下列问题:

①下列操作会使所测 TiO2+浓度偏高的是______。

A. 在配制标准液的过程中,未洗涤烧杯和玻璃棒

B. 在配制标准液定容是俯视刻度线

C.用蒸馏水洗涤后未经润洗的滴定管取待测液

D.在滴定终点读数时仰视滴定管刻度线

②求得待测滤液中 TiO2+的物质的量浓度是______。

(5)科学家从电解冶炼铝的工艺中得到启发,找出了冶炼钛的新工艺—TiO2 直接电解法生产钛,电解质为熔融的氯化钙,原理如图所示。

写出阴极电极反应式___________。

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