Question

實驗室中，用如下圖所示裝置及所給藥品（圖中部分夾持儀器已略去）探究工業制硫酸接觸室中的反應，并測定此條件下二氧化硫的轉化率。已知SO₃熔點為16．8℃，假設氣體進入裝置時分別被完全吸收，且忽略裝置內空氣中的CO₂。

（1）已知0．5molSO₂被O₂氧化成氣態SO₃，放出49．15 kJ熱量，反應的熱化學方程式為                                                         。

（2）根據實驗目的，請從上面右圖中選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處合適的裝置，將其序號填入空格中：裝置Ⅰ           ，裝置Ⅱ           ，裝置Ⅲ           。

（3）開始進行實驗時，首先應進行的操作是                              。

（4）加熱硬質玻璃管時，若不斷升高溫度，SO₂的轉化率會            （填“增大”、“不變”或“減小”）。

（5）停止通入SO₂，熄滅酒精燈后，為使殘留在裝置中的SO₂、SO₃被充分吸收，操作方法是                                                            。

（6）實驗結束后，若裝置Ⅱ增加的質量為b g ,裝置Ⅲ增加的質量為a g，則此條件下二氧化硫的轉化率是             （用含字母的代數表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）；△H=－196．6 kJ/mol （2分）

或 SO₂（g）+O₂（g）  SO₃（g）；△H=－98．3 kJ/mol

（2） B, A, D （3分）

（3）檢查裝置的氣密性（1分）

（4）減小（1分）

（5）繼續通入氧氣一段時間（1分）

（6）（2分）

【解析】

試題分析：（1）ΔH與反應物的物質的量有關，所以熱化學方程式中各物質的系數必須與ΔH相對應，如果系數加倍，則ΔH也要加倍。  

（2）圖中Ⅰ裝置的作用一是干燥氣體；二是使SO₂和O₂均勻混合，所以選B、Ⅱ裝置的作用是冷卻SO₃,使其變成液體，所以選A,、Ⅲ裝置的作用除去尾氣SO₂，所以選D （3分）      

（3）一般說來，無論采用那種裝置制取氣體，在成套裝置組裝完畢裝入反應物之前，必須檢查裝置的氣密性，以確保實驗的順利進行。（1分）

（4）因為2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）是放熱反應，升高溫度，向逆向移動，所以轉化率減小。（1分）

（5）繼續通入氧氣，可以使殘留在裝置中的SO₂、SO₃隨著氧氣流一起流動，最終全部被NaOH吸收。 （1分）

（6）實驗結束后，若裝置Ⅱ增加的質量為反應生成的SO₃的質量，,裝置Ⅲ增加的質量為末反應的SO₂的質量，所以根據化學方程式，設反應的SO₂質量為x；

2SO₂（g）+O₂（g）  2SO₃（g）

128                       160

x                           b

x=b

所以二氧化硫的轉化率為b/（a＋b）=（2分）

考點：考查化學實驗。