Question

11．硫酸是一種重要的基本化工原料，我國的硫磺資源相對短缺，主要用黃鐵礦（FeS₂，其中S為-1價）生產(chǎn)硫酸的重要原料，生產(chǎn)過程中主要有三個步驟：
Ⅰ.4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
Ⅱ.2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃
Ⅲ．H₂O+SO₃=H₂SO₄
（1）步驟Ⅰ中，若標準狀況下有11.2L O₂參加反應，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol；
（2）步驟Ⅱ是一個關鍵步驟．
①該步驟反應過程中的能量變化如圖所示，該反應為放熱 反應（填“吸熱”或“放熱”） E代表正反應的活化能；
②已知1g 二氧化硫完全反應生成氣態(tài)三氧化硫，產(chǎn)生的熱量為1.536kJ，則反應的反應熱△H=-196.6KJ/mol（精確到0.1）
③T℃下，將2.0molSO₂和1.0mol O₂置于10L恒容密閉反應器中進行反應．第4min時，測得SO₂的濃度為0.04mol/L，則前4min內(nèi)，v（O₂）=0.02mol/（L•min）；又知，反應達平衡時，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則T℃下，該反應的平衡常數(shù)為800
④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BCE
A．保持溫度和容器的容積不變，充入2molHe
B．保持溫度和容器的容積不變，充入2molSO₃
C．保持溫度和容器的容積不變，充入0.5 mol SO₂ 和0.25 mol O₂
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強小變，充入lmol SO₃
E．縮小容器的容積以增大壓強．

Answer 1

分析 （1）n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反應中O元素的化合價由0價降低為-2價，以此計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（2）①反應物總能量大于生成物總能量，為放熱反應；E為正反應的活化能；
②方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，根據(jù)1g二氧化硫完全反應生成氣態(tài)三氧化硫，產(chǎn)生的熱量為1.536kJ，可計算反應熱；
③將2.0molSO₂和1mol O₂置于10L恒容密閉反應器中進行反應，則起始濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L，
④SO₂、O₂、SO₃氣體平衡濃度都比原來增大，如體積不變，可加入反應物或生成物，也可縮小容器的體積．

解答 解：（1）n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反應中O元素的化合價由0價降低為-2價，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.5mol×2×2=2mol，故答案為：2mol；
（2）①反應物總能量大于生成物總能量，為放熱反應，由圖可知E為正反應的活化能，故答案為：放熱；正反應的活化能；
②已知1g 二氧化硫完全反應生成氣態(tài)三氧化硫，產(chǎn)生的熱量為1.536kJ，則n（SO₂）=$\frac{1}{64}$mol，方程式為2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，則2mol參加反應放出能量為1.536×2×64KJ=196.6KJ，所以反應熱為-196.6KJ/mol，
故答案為：-196.6KJ/mol；
③T℃下，將2.0molSO₂和1.0mol O₂置于10L恒容密閉反應器中進行反應．第4min時，測得SO₂的濃度為0.04mol/L，可知剩余0.4molSO₂，即消耗1.6molSO₂，則前4min內(nèi)消耗0.8molO₂，v（O₂）=$\frac{\frac{0.8mol}{10L}}{4min}$=0.02mol/（L•min），反應達平衡時，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則
                       2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，
起始（mol/L）   0.2        0.1               0
轉(zhuǎn)化（mol/L）   0.16      0.08              0.16
平衡（mol/L） 0.04        0.02              0.16
K=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800，
故答案為：0.02mol/（L•min）；800；
④A．保持溫度和容器的容積不變，充入2molHe，濃度不變，平衡不一定，故A錯誤；
B．保持溫度和容器的容積不變，充入2molSO₃，平衡逆向移動，各物質(zhì)的濃度都增大，故B正確；
C．保持溫度和容器的容積不變，充入0.5 mol SO₂ 和0.25 mol O₂，反應物濃度增大，平衡正向移動，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，故C正確；
D．保持溫度和容器內(nèi)壓強小變，應增大體積，充入lmol SO₃，濃度不一定增大，故D錯誤；
E．縮小容器的容積以增大壓強，可在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，故E正確．
故答案為：BCE．

點評 本題綜合考查化學平衡的計算，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力、計算能力，注意把握對反應熱與焓變的理解，把握化學平衡的計算，難度中等．