题目内容
工业上生产硫酸时，利用催化氢化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤．
（1）SO2转化为SO3是在接触室（如图1）里进行的，中部是一个热交换器，它是由导热性能良好的管状材料（如铜管）制成．温度低的气体A从管外流过，上层催化剂反应后的热气体从管内流过，通过导热材料进行气体与气体的热交换．实验室里有很多实验也需要进行热交换（除直接加热外），如在进行气体和气体热交换时，通常使用玻璃导管，气体和液体热交换时，通常使用 （填仪器名称），请你举一例有液体与流体热交换的化学实验 （填实验名称）．
（2）某温度下，2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196kJ?mol-1．开始时在100L的密闭容器中加入4.0molSO2（g）和10.0molO2（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ．此时二氧化硫的转化率为 ，该温度下平衡常数K= ；
（3）一定温度下，向体积为1L的密闭容器中充入2molSO3（g）和1molO2（g），发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），达到平衡时SO2的体积分数为a．若保持温度不变，以下列量作为起始量发生反应，达到平衡后SO2体积分数仍为a的是 （填字母）．
A．向体积为1L的容器中充入2molSO3
B．向体积为1L的容器中充入4molSO2和2molO2
C．向体积为1L的容器中充入1.8molSO2、0.9molO2、0.2molSO3
D．向体积为0.5L的容器中充入1molSO2和0.5molO2
E．向体积为0.5L的容器中充入2molSO2和1molO2
（4）某学生庙想以如图2所示装置的电化学原理生产硫酸，写出通入O2一极的电极反应式 ．
（5）若通入SO2的速率为2.24L?min-1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的质量分数应维持50%，则左侧水的流入速率应为 mL?min-1．
（1）SO2转化为SO3是在接触室（如图1）里进行的，中部是一个热交换器，它是由导热性能良好的管状材料（如铜管）制成．温度低的气体A从管外流过，上层催化剂反应后的热气体从管内流过，通过导热材料进行气体与气体的热交换．实验室里有很多实验也需要进行热交换（除直接加热外），如在进行气体和气体热交换时，通常使用玻璃导管，气体和液体热交换时，通常使用
（2）某温度下，2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196kJ?mol-1．开始时在100L的密闭容器中加入4.0molSO2（g）和10.0molO2（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ．此时二氧化硫的转化率为
（3）一定温度下，向体积为1L的密闭容器中充入2molSO3（g）和1molO2（g），发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），达到平衡时SO2的体积分数为a．若保持温度不变，以下列量作为起始量发生反应，达到平衡后SO2体积分数仍为a的是
A．向体积为1L的容器中充入2molSO3
B．向体积为1L的容器中充入4molSO2和2molO2
C．向体积为1L的容器中充入1.8molSO2、0.9molO2、0.2molSO3
D．向体积为0.5L的容器中充入1molSO2和0.5molO2
E．向体积为0.5L的容器中充入2molSO2和1molO2
（4）某学生庙想以如图2所示装置的电化学原理生产硫酸，写出通入O2一极的电极反应式
（5）若通入SO2的速率为2.24L?min-1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的质量分数应维持50%，则左侧水的流入速率应为
考点：化学平衡的计算,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡常数的含义,等效平衡
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）冷凝管可把蒸气和冷却水进行能量交换，水浴加热是液体和液体进行能量交换；
（2）依据化学平衡三段式列式计算得到，据转化率公式求出SO2的转化率，根据平衡浓度计算平衡常数；
（3）根据平衡的特征和原平衡等效判断；
（4）原电池正极发生还原反应，氧气被还原生成水；
（5）电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，根据方程式计算，注意硫酸的浓度不变．
（2）依据化学平衡三段式列式计算得到，据转化率公式求出SO2的转化率，根据平衡浓度计算平衡常数；
（3）根据平衡的特征和原平衡等效判断；
（4）原电池正极发生还原反应，氧气被还原生成水；
（5）电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，根据方程式计算，注意硫酸的浓度不变．
解答：
解：（1）冷凝管可把蒸气和冷却水进行能量交换，水浴加热是液体和液体进行能量交换，故答案为：冷凝管；实验室制硝基苯或银镜反应；
（2）在T2温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ，根据热化学方程式可知，参加反应的二氧化硫为2mol；
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
开始量（mol） 4 10 0
变化量（mol） 2 1 2
平衡量（mol） 2 9 2
所以SO2的转化率α=
×100%=50%，
该温度下平衡常数K=
=
=
=11.1，
故答案为：50%；11.1；
（3）A．向体积为1L的容器中充入2molSO3，平衡向逆反应分析移动，达平衡后和原平衡等效，故A正确；
B．向体积为1L的容器中充入4molSO2和2molO2，相当于加压，平衡正向移动，二氧化硫含量较少，故B错误；
C．向体积为1L的容器中充入1.8molSO2、0.9molO2、0.2molSO3，采用极值转化法可知和原平衡等效，故C正确；
D．向体积为0.5L的容器中充入1molSO2和0.5molO2，和原平衡等效，故D正确；
E．向体积为0.5L的容器中充入2molSO2和1molO2，相当于加压，平衡正向移动，二氧化硫含量减少，故E错误；
故答案为：ACD；
（4）依据图装置分析，二氧化硫失电子发生氧化反应，氧气得电子发生还原反应，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，
故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；
（5）电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，1min内n（SO2）=
=0.1mol，消耗水0.1mol，生成硫酸的质量为：0.1mol×98g/mol=9.8g，消耗水的质量为：0.1mol×18g/mol=1.8g，
设1min内通入xmLH2O，
则有：
=0.5
x=11.6mL/min，
故答案为：11.6．
（2）在T2温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ，根据热化学方程式可知，参加反应的二氧化硫为2mol；
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
开始量（mol） 4 10 0
变化量（mol） 2 1 2
平衡量（mol） 2 9 2
所以SO2的转化率α=
| 2mol |
| 4mol |
该温度下平衡常数K=
| c2(SO3) |
| c2(SO2)?c(O2) |
(
| ||||
(
|
| 100 |
| 9 |
故答案为：50%；11.1；
（3）A．向体积为1L的容器中充入2molSO3，平衡向逆反应分析移动，达平衡后和原平衡等效，故A正确；
B．向体积为1L的容器中充入4molSO2和2molO2，相当于加压，平衡正向移动，二氧化硫含量较少，故B错误；
C．向体积为1L的容器中充入1.8molSO2、0.9molO2、0.2molSO3，采用极值转化法可知和原平衡等效，故C正确；
D．向体积为0.5L的容器中充入1molSO2和0.5molO2，和原平衡等效，故D正确；
E．向体积为0.5L的容器中充入2molSO2和1molO2，相当于加压，平衡正向移动，二氧化硫含量减少，故E错误；
故答案为：ACD；
（4）依据图装置分析，二氧化硫失电子发生氧化反应，氧气得电子发生还原反应，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，
故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；
（5）电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，1min内n（SO2）=
| 2.24L |
| 22.4L/mol |
设1min内通入xmLH2O，
则有：
| 9.8g |
| 9.8g+x×1g/mL-1.8g |
x=11.6mL/min，
故答案为：11.6．
点评：本题考查较为综合，涉及化学平衡和电化学知识，题目难度中等，本题易错点为（5），注意根据浓度不变结合反应的化学方程式计算．
练习册系列答案
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下列说法不正确的是（ ）
| A、分子、原子、离子都是构成物的粒子 |
| B、由同种元素组成的物质不一定是纯净物 |
| C、含有氧元素的化合物称为氧化物 |
| D、含有羟基的有机物不一定属于醇 |
下列物质中所含分子的物质的量最多的是（ ）
| A、标准状况下11.2LHCl |
| B、6.02×1023个CO2 |
| C、36gH2O（H2O的摩尔质量为18g?mol-1） |
| D、1.5molN2 |
化合物A的分子式为C3H6O2，B能发生银镜反应，有图示的转化关系，
），有一定的致癌作用．对苯二胺属于