Question

工業制硫酸時，利用催化氧化反應將SO₂轉化為SO₃是一個關鍵的步驟．
（1）某溫度下，SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98kJ?mol^-1．開始時在100L的密閉容器中加入4.0mol SO₂（g）和10.0mol O₂（g），當反應達到平衡時共放出熱量196kJ，該溫度下SO₂的轉化率是

50%

．
（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂，發生下列反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），達到平衡后改變下述條件，SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都 比原來增大的是

A、C、F

（填字母）．
A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂
C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂
D．保持溫度和容器內壓強不變，充入1mol SO₃
E．升高溫度
F．移動活塞壓縮氣體
（3）某人設想以如圖所示裝置用電化學原理生產硫酸，
寫出通入SO₂的電極的電極反應式：

SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺

．
檢驗其中產物有SO₄^2-的具體操作為

取少量溶液于試管中加入鹽酸，無明顯現象，再加入BaCl₂溶液，若產生白色沉淀說明溶液中含SO₄^2-

．
（4）下列關于2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）反應的圖象中，正確的是

ABD

．
SO₂中的S元素處于中間價態既具有氧化性又具有還原性，它還是酸性氧化物和具有漂白性．將SO₂氣體通入酸性KMnO₄中，酸性KMnO₄褪色，SO₂表現

還原性

性，其中氧化劑和還原劑物質的量之比為

2：5

（已知KMnO₄酸性條件下的還原產物為Mn²⁺）

Answer 1

分析：（1）先根據平衡常數計算出c（SO₂），再根據轉化率公式求出SO₂的轉化率；
（2）根據平衡移動的方向判斷；
（3）原電池負極發生氧化反應，SO₂被氧化生成SO₄^2-；鋇離子和硫酸根離子生成硫酸鋇白色沉淀．
（4）升高溫度，加快反應速率到達平均的時間縮短，逆反應速率增大更多，平衡向逆反應方向移動，三氧化硫的含量降低；增大壓強，加快反應速率到達平均的時間縮短，正反應速率增大更多，平衡向正反應方向移動，三氧化硫的含量增大，據此結合圖象判斷；根據化合價的升降來確定電子的轉移個數從而確定氧化劑和還原劑的質量比分析．

解答：（1）在T₂溫度時，開始在100L的密閉容器中加入4.0molSO₂和10.0molO₂，一定條件下當反應達到平衡時共放出熱量196kJ根據1molSO₂完全反應放熱98KJ；則一定條件下當反應達到平衡時共放出熱量196kJ，消耗二氧化硫物質的量=

1mol×196KJ

98KJ

=2mol；依據化學平衡三段式列式計算：
              SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）
開始量（mol）   4       10                  0
變化量（mol）   2       1                   2
平衡量（mol）  2        9                   2
所以SO₂的轉化率α=

2mol

4mol

×100%=50%，故答案為：50%；
（2）A．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO₃，平衡向逆反應分析移動，則SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來增大，故A正確；
B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol N₂，對平衡移動沒有影響，各物質的濃度不變，故B錯誤；
C．保持溫度和容器體積不變，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂，平衡向正反應方向移動，則SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來增大，故C正確；
D．保持溫度和容器內壓強不變，充入1mol SO₃，處于等效平衡狀態，濃度不變，故D錯誤；
E．升高溫度，平衡向逆反應分析移動，SO₃的濃度減小，故E錯誤；
F．移動活塞壓縮氣體，體積減小，各物質的濃度都增大，故F正確．
故答案為：A、C、F
（3）依據圖裝置分析，二氧化硫失電子發生氧化反應，二氧化硫被氧化為三氧化硫溶于水生成硫酸；電極反應為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；取少量溶液于試管中加入鹽酸，無明顯現象，再加入BaCl₂溶液，若產生白色沉淀說明溶液中含SO₄^2-
（4））A．升高溫度，逆反應速率增大更多，平衡向逆反應方向移動，圖象與實際符合，故A正確；
B．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，三氧化硫的含量降低，圖象與實際符合，故B正確；
C．升高溫度，加快反應速率到達平均的時間縮短，逆反應速率增大更多，平衡向逆反應方向移動，三氧化硫的含量降低，圖象與實際不符，故C錯誤；
D．增大壓強，加快反應速率到達平均的時間縮短，正反應速率增大更多，平衡向正反應方向移動，三氧化硫的含量增大，圖象與實際符合，故D正確；
故答案為：ABD         
（5）最高價元素只有氧化性，最低價元素只有還原性，中間價態的元素既有氧化性又有還原性；將SO₂氣體通入酸性KMnO₄中，酸性KMnO₄褪色，高錳酸鉀中錳元素是最高價具有氧化性，二氧化硫具有還原性；高錳酸鉀中某元素的化合價是+7價，反應后生成Mn²⁺；所以一個高錳酸鉀離子被還原為錳離子轉移的電子數是5個，二氧化硫被氧化后生成硫酸根離子，硫元素的化合價由+4價變為+6價，一個二氧化硫分子生成一個硫酸根離子轉移的電子數是2個，故答案：還原性，2：5

點評：本題考查較為綜合，涉及化學平衡和電化學知識，題目難度中等，本題易錯點為（4），注意根據濃度不變結合反應的化學方程式計算．