题目内容
16．硫酸是重要的化工原料，生产过程中SO2催化氧化生成SO3的化学反应为：2SO2（g）+O2（g）$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3（g）．（1）实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是400℃，1个标准大气压．
| 压强 SO2转化率 温度 | 1个大气压 | 5个大气压 | 10个大气压 | 15个大气压 |
| 400℃ | 0.9961 | 0.9972 | 0.9984 | 0.9988 |
| 500℃ | 0.9675 | 0.9767 | 0.9852 | 0.9894 |
| 600℃ | 0.8520 | 0.8897 | 0.9276 | 0.9468 |
A．保持温度和容器体积不变，充入1mol O2（g）
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3 （g）
C．降低温度
D．在其他条件不变时，减小容器的容积．
（3）某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如图所示，2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa．平衡状态由A编导B时，平衡常数K（A）=K（B）（填“＜”，“＞”，或“=”），B点的化学平衡常数是800．
（4）在一个固定容器为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2（g）和0.10mol O2（g），t1时刻达到平衡，测得容器中含SO30.18mol．①t1时刻达到平衡后，改变一个条件使化学反应速度发生如图所示的变化，则改变的条件是C．A．体积不变，向容器中通入少量O2
B．体积不变，向容器中通入少量SO2
C．缩小容器体积
D．升高温度
E．体积不变，向容器中通入少量氮气
②若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2，则平衡向正反应方向移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，0.36 mol＜n（SO3）＜0.40mol．
分析 （1）根据SO2的转化率及生产成本来选选择最合适的生产条件；
（2）根据浓度、温度、压强等外界条件对化学平衡的影响，达到平衡后，改变下列条件，能使SO2（g）平衡时的浓度比原来减小，平衡正向进行；
（3）平衡常数随温度变化，不随压强变化，AB点压强变化，但温度不变，平衡常数相同，可以计算A点的平衡常数，利用三段式法计算平衡浓度，根据平衡常数=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$，得到B点的平衡常数；
（4）①在一个固定容器为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2（g）和0.10mol O2（g），t1时刻达到平衡，t1时刻达到平衡后，改变一个条件使化学反应速度发生如图所示的变化分析可知，改变条件正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，据此分析选项；
②根据影响化学平衡的因素来判断平衡移动方向，继续通入相当于增大压强，平衡正向进行，0.20mol SO2和0.10mol O2，利用极限法求出再次达平衡后n（SO3）的范围．
解答 解：（1）因为SO2与O2的反应是放热反应，所以选择的温度为400℃，而1个标准大气压时SO2的转化率已经很大，再增大压强，SO2的转化率提高不大，但会增加生产成本，所以选择1个标准大气压，故答案为：400℃，1个标准大气压；
（2）A、保持温度和容器体积不变，O2的浓度增大，平衡正向移动，SO2的浓度减小，所以A正确；
B、保持温度和容器内压强不变，充入2mol SO3 （g）相当于充入2.0molSO2和5.0molO2，新的平衡与原平衡等效，SO2的浓度不变，所以B错误；
C、降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO2的浓度减小，所以C正确；
D、在其他条件不变时，减小容器的容积，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：AC；
（3）平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强改变，平衡状态由A变到B时，则K（A）=K（B），
由图象知，体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8，则二氧化硫转化物质的量=2.0mol×0.8=1.6mol，
2SO2（g）+O2（g） $\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 2SO3（g）
起始：2.0mol 1.0mol 0
转化：1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡：0.4mol 0.2mol 1.6mol
则平衡时：c（SO2）=0.04mol/L，c（O2）=0.02mol/L，c（SO3）=0.16mol/L，
K（A）=K（B）=$\frac{[S{O}_{3}]^{2}}{[S{O}_{2}]^{2}[{O}_{2}]}$=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800，
故答案为：=，800；
（4）①t1时刻达到平衡后，改变一个条件使化学反应速度发生如图所示的变化分析可知，改变条件正逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，
A．体积不变，向容器中通入少量O2 ，此时刻正反应速率增大，逆反应速率不变，随反应进行正反应速率减小，逆反应速率增大，最后达到新的平衡状态，图象中逆反应速率变化不符合，故A错误；
B．体积不变，向容器中通入少量SO2，此时刻正反应速率增大，逆反应速率不变，随反应进行正反应速率减小，逆反应速率增大，最后达到新的平衡状态，图象中逆反应速率变化不符合，故B错误；
C．缩小容器体积，压强增大，正逆反应速率增大，正反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向进行，图象变化符合要求，故C正确；
D．正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，正逆反应速率都增大，逆反应速率大于正反应速率，故D错误；
E．体积不变，向容器中通入少量氮气，总压增大，各气体分压不变，平衡不变，故E错误；
故选C；
②当生成0.18molSO3时，参加反应的氧气的物质的量为x，
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
1 2
x 0.18mol
x=$\frac{0.18mol×1}{2}$=0.09mol
继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2，容器内压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；
用极限法求出n（SO3）的范围，
假设平衡不移动，此时n（SO3）=0.18×2=0.36mol，
假设0.40molSO2完全生成SO3，根据反应方程式2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）可知，n（SO3）=0.4mol，
所以再次达到平衡时，0.36mol＜n（SO3）＜0.40mol．
故答案为：向正反应方向；0.36；0.40．
点评 本题考查了化学平衡的有关知识，如利用浓度商判断化学反应进行的方向，外界条件对化学平衡的影响以及有关化学计算，试题较灵活，综合性强，题目难度中等．
阅读快车系列答案
$\stackrel{一定条件下}{→}$
→CH≡CH的化学方程式（注明条件）
和
合成CH3CH2CH2CH2OH的反应流程图（有机物用结构简式表示，必须注明反应条件）．| A． | 常温常压下，32gO2和O3的混合气体所含原子数为2NA | |
| B． | 将7.1g氯气通入足量水中发生反应，所转移的电子数为0.1NA | |
| C． | 标准状况下，11.2LSO2中含有的分子数为0.5NA | |
| D． | 23g钠与足量氧气充分反应，转移的电子数一定是NA |
| A． | 分子式为C6H14含有四个甲基的烃的一氯取代物的异构体数目为5 | |
| B． | 分子式为C5H10异构体数目为5 | |
| C． | 分子式为C4H10O的醇类异构体数目为4 | |
| D． | 分子式为C6H12O2羧酸类异构体数目为8 |
| A | B | C | D | |
| 分子式 | C3H8O | C4H8Cl2 | C7H16 | C8H10 |
| 限定条件 | 能使KMnO4溶液褪色 | 分子中含有2个甲基 | 分子中含有3个甲基 | 芳香烃、能得到三种一硝基化物 |
| 数目 | 2 | 3 | 2 | 3 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
| 编号 | 实验内容 | 实验目的 |
| A | 用平行光照射 | 区别淀粉溶液和氯化钠溶液 |
| B | 加入CaCO3粉末，充分反应后过滤 | 除去CaCl2溶液中的FeCl3 |
| C | 通过灼烧的Cu粉末，收集气体 | 除去N2中的少量O2 |
| D | 滴入稀盐酸，同时用pH计测定至溶液呈中性 | 除去KNO3溶液中的KOH |
| A． | 氢氧化钙 | B． | 镁粉和氯化钾 | C． | 氯水 | D． | 氢氧化钠 |
| A． | HCl | B． | NaOH | C． | AgNO3 | D． | BaCl2 |