Question

（14分）利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤．

（1）T1℃时，在1L密闭容器中充入0.6molSO3，图1表示SO3物质的量随时间的变化曲线。

①平衡时，SO3的转化率为 (保留小数点后一位)；T1℃时，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 的平衡常数为 ；其他条件不变，在8min时压缩容器体积至0.5L，则n(SO3)的变化曲线为 (填字母)。

②下表为不同温度（T）下，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) （△H＜0）的化学平衡常数（K）

T/℃	T2	T3
K	20.5	4.68

由此推知，温度最低的是 （填“T1”、“T2” 或 “T3”）。

③在温度为T1℃时，向该1L的密闭容器中同时加入0.2molSO2、xmolO2、0.2molSO3三种气体，在达到平衡前若要使SO3的浓度减小，则x的取值范围是 。

（2）科学家研究出用电化学原理生产硫酸的新工艺，装置如图2所示，总反应的化学方程式为 ，其阳极的电极反应式为

Answer 1

（1）① 66.7% 1.25 c ② T2 ③ 0<x<0.8

（2）2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 SO2+2H2O -2e- = SO42-+4H+

【解析】

试题分析：（1）①在8min时反应达平衡，SO3的物质的量减小了0.4mol，SO3的转化率α=

×100%= 66.7%；T1℃反应达平衡时, 反应达平衡的物质的量0.2mol，同时生成0.2mol O2和0.4mol SO2，c（SO3）=0.2mol /L,c(O2)= 0.2mol /L ,c(SO2)= 0.4mol /L,所以2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数k=0.2mol /L×（0.4mol /L）2÷（0.2mol /L）2=0.8，则2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的平衡常数=1/k= 1.25。②由△H＜0，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，即温度越低平衡常数越大，所以温度最低的是T2。③要使SO3的浓度减小，平衡逆向移动，计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较，若Qc＞k，反应向逆反应进行。Qc=（0.2mol /L）2÷[X×（0.2mol /L）2]＞1.25，解得X＜0.8，即x的取值范围是0<x<0.8。（2）依据图装置分析，二氧化硫失电子发生氧化反应，二氧化硫被氧化为三氧化硫溶于水生成硫酸；总反应的化学方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，阳极电极反应为：SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-。

考点：考查化学平衡计算。