Question

工业制硫酸时，利用接触氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键的步骤．
（1）在接触室中2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）达到平衡状态的标志是

 

．
A．v（O₂）_正=2v（SO₂）_逆
B．容器中气体的总质量不随时间而变化
C．容器中气体的颜色不随时间而变化
D．容器中气体的压强不随时间而变化
（2）下列关于反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0．下列图象中不正确的是

 

 （填字母序号）．

（3）某温度下SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ．mol^-1
①开始时在体积固定的密闭容器中加入4mol SO₂ （g）和H） mol O₂ （g），达到平衡时 共放出196KJ的热量，该温度下SO₂的平衡转化率为

 

②已知固态单质硫的燃烧热为296kJ．mol^-1，则由S（s）生成2molS0₃（g）的△H为

 

（4）检验SO

2- 4

常用BaCl₂溶液．常温时，BaSO₄的K_sp=1.08×10^-10，现将等体积的 BaCl₂溶液与2.0×10^-3mol/L的H₂SO₄溶液混合．若要生成BaSO₄沉淀，原BaCl₂溶液的最小浓度为

 

．

Answer 1

分析：（1）A、不同物质的正逆反应速率之比等于计量数比之比，即是平衡状态，；
B、容器中气体的总质量守恒始终不变；
C、容器中气体均为无色；
D、反应两边气体的计量数之和不相等，体积恒定的密闭容器中，达到了平衡状态，压强不再变化；
（2）已知2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，该反应正方向为：体积减小，放热反应；结合温度、压强对速率和平衡的影响分析；
（3）先根据放出的热量计算出n（SO₂），再根据转化率公式求出SO₂的转化率；
（4）依据燃烧热概念写出热化学方程式，硫燃烧生成稳定氧化物二氧化硫；再根据二氧化硫催化氧化为三氧化硫的热化学方程式，结合盖斯定律计算得到；
（5）计算混合后硫酸根的浓度，根据K_sp（BaSO₄）=c（Ba²⁺）?c（SO₄^2-）计算硫酸根沉淀时溶液中c（Ba²⁺），原氯化钡溶液为此时钡离子浓度的2倍，注意溶液混合后各种物质的浓度降为原来的一半．

解答：解：（1）A、不同物质的正逆反应速率之比等于计量数比之，即是平衡状态，所以2v（O₂）_正=v（SO₂）_逆，证明达到了平衡状态，故A错误；
B、容器中气体的总质量守恒始终不变，所以质量不变，不能判断平衡状态，故B错误；
C、容器中气体均为无色，所以气体的颜色始终不变，不能判断平衡状态，故C错误；
D、反应两边气体的计量数之和不相等，体积恒定的密闭容器中，达到了平衡状态，压强不再变化，证明达到了平衡状态，故D正确；
故答案为：D；
（2）已知2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，该反应正方向为：体积减小，放热反应；
A、升高温度平衡逆移，所以逆速率大于正速率，与图象相符，故A正确；
B、随着反应进行三氧化硫的含量逐渐增大，当达到平衡时，再升高温度，平衡逆移，所以三氧化硫含量减小，与图象相符，故B正确；
C、升高温度，平衡逆移，所以三氧化硫含量减小，温度高反应速率快，达到平衡所需时间短，所以600℃的曲线应该在下面，故C错误；
D、该反应正方向为：体积减小的方向，增大压强，平衡正移，三氧化硫的含量增大，所以压强大的曲线在上面，故D正确；
故答案为：C；
（3）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1molSO₂完全反应放热98KJ；则一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ，消耗二氧化硫物质的量=

1mol×196KJ

98KJ

=2mol，
              SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（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

×100%=50%，故答案为：50%； 
（4）已知单质硫的燃烧热为296kJ/mol，是1mol硫完全燃烧生成稳定氧化物二氧化硫时放出的热量，则硫燃烧的热化学方程式为：①S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296 kJ/mol；
二氧化硫催化氧化为二氧化硫的热化学方程式为：②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196KJ/L；
依据盖斯定律计算得到①×2+②：2S（s）+3O₂（g）=2SO₃（g），△H=[-296×2+（-196）]=-788KJ/mol；
所以2mol S（s）生成2mol SO₃（g）的焓变=-788KJ/mol；
故答案为：-788KJ/mol；
（5）等体积混合后，c（SO₄^2-）=

1

2

×2.0×10^-3mol/L=1.0×10^-3mol/L，故BaSO₄沉淀所需Ba²⁺离子的最小浓度为c（Ba²⁺）=

1.08×10-10

10-3

mol/L=1.08×10^-7mol/L，故原BaCl₂溶液的浓度为2×1.08×10^-7mol/L=2.16×10^-7mol/L，故答案为：2.16×10^-7mol/L．

点评：本题考查了平衡状态的判断、盖斯定律的应用、溶度积常数的有关计算等知识点，难度较大．