Question

1．Ⅰ工業(yè)制硫酸時，利用接觸氧化反應將SO ₂轉化為SO₃是一個關鍵步驟．
（1）某溫度下，2SO₂（g）+O ₂（g）═2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．開始時在10L的密閉容器中加入8.0mol SO₂（g）和20.0mol O ₂（g），當反應達到平衡時共放出394kJ的熱量，該溫度下的平衡常數K=0.56（mol/L）^-1（保留兩位有效數字），若升高溫度時，K將減�。ㄌ睢霸龃�、減小或不變”）．
（2）若體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO₂的轉化率條件是AC（填字母）．
A．通入氧氣 B．移出氧氣 C．增大壓強 D．減小壓強 E．加入催化劑
（3）根據下表提供的不同條件下SO₂的轉化率（%）的數據，試選擇該反應的適宜條件（以V₂O₅作催化劑）溫度450℃；壓強1×10⁵Pa．

壓強 溫度	1×105Pa	5×105Pa	10×105Pa	50×105Pa	100×105Pa
450℃	97.5	98.9	99.2	99.6	99.7
500℃	85.6	92.9	94.9	97.7	98.3

（4）能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據是ACF
A．容器的壓強不變                      B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體中SO ₃的濃度不變           D．c（SO ₂）=c（SO ₃）
E．v 正（SO ₂）=v 正（SO ₃）            F．v 正（SO ₃）=2v 逆（O ₂）
Ⅱ研究化學反應原理對于生產生活是很有意義的．
（1）在0.10mol•L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu²⁺）=2.2×10^-8mol•L^-1（Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．
（2）若在0.1mol•L^-1硫酸銅溶液中通入H₂S氣體，使Cu²⁺完全沉淀為CuS，此時溶液中的H⁺濃度是0.2mol•L^-1．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）根據熱化學方程式及放出的熱量可計算出平衡時各物質的物質的量，進而求得平衡濃度，根據平衡常數等于生成物濃度系數次冪之積除以反應物濃度系數次冪之積求得平衡常數，根據溫度對平衡的影響判斷K的變化；
（2）A．可逆反應中增加一種反應物的濃度可以提高另一種反應物的轉化率；
B．減小一種反應物的濃度可以降低另一種反應物的轉化率；
C．增大壓強，平衡向體積減小的方向移動；
D．減小壓強，平衡向體積增大的方向移動；
E．加入催化劑，對平衡沒有影響；
（3）根據表中數據，在溫度一定時，壓強對轉化率的影響，在壓強一定時，溫度對轉化率的影響，據此選擇合適的條件；
（4）根據正逆反應速率相等、各組份的組成不變以及某些外部特征可判斷反應是否處于平衡狀態(tài)；
Ⅱ（1）根據溶度積常數及溶液中氫氧根離子濃度計算出c（Cu²⁺）；
（2）在0.1mol/L硫酸銅溶液中通入過量H₂S氣體，硫酸根離子濃度為0.1mol/L，根據溶液的電中性計算H⁺濃度．

解答 解：Ⅰ（1）根據反應2SO₂（g）+O ₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol，當放出394kJ的熱量時，生成SO₃的物質的量為394/197×2mol=4mol，所以平衡時SO₂的濃度為 $\frac{8.0mol-4mol}{10L}$=0.4mol/L，SO₃的濃度為0.4mol/L，O₂的濃度為 $\frac{20mol-2mol}{10L}$=1.8mol/L，所以K=$\frac{0.42}{0.42×1.8}$=0.56，該反應為放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方程移動，平衡常數減小，
故答為：0.56；減�。�
（2）A．可逆反應中增加一種反應物的濃度可以提高另一種反應物的轉化率，所以通入氧氣，二氧化硫的轉化率提高，故A正確；
B．減小一種反應物的濃度可以降低另一種反應物的轉化率，所以移出氧氣，二氧化硫的轉化下降高，故B錯誤；
C．該反應為體積減小的反應，增大壓強，平衡向體積減小的方向移動，二氧化硫的轉化率提高，故C正確；
D．減小壓強，平衡向體積增大的方向移動，二氧化硫的轉化率減小，故D錯誤；
E．加入催化劑，對平衡沒有影響；
故選AC；
（3）根據表中數據，在溫度一定時，壓強越大，二氧化硫的轉化率越高，但增加的幅度不大，在壓強一定時，溫度越高轉化率越小，考濾生成成本等因素，所以選擇的條件是450℃，1×10⁵Pa，
故答案為：450℃；1×10⁵Pa；
（4）A．該反應為體積減小的反應，所以容器的壓強不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．該反應前后氣體質量守恒，體積不變，所以混合氣體的密度不變，不能判斷反應是否處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．混合氣體中SO₃的濃度不變，則反應處于平衡狀態(tài)，故C正確；
D．C（SO₂）=C（SO₃），不能說明正逆反應速率是否相等，故D錯誤；
E．v 正（SO₂）=v 正（SO₃），都是指正反應速率，不能確定與逆反應的關系，故E錯誤；
F．v 正（SO₃）=2v 逆（O₂），說明正逆反應速率相等，所以反應處于平衡狀態(tài)，故F正確，
故選：ACF；
Ⅱ（1）根據題給Cu（OH）₂的溶度積即可確定pH=8時，c（OH^-）=10^-6mol/L，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，則：c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1×1{0}^{-6}）^{2}}$=2.2×10^-8mol•L^-1；
故答案為：2.2×10^-8；
（2）在0.1mol•L^-1硫酸銅溶液中通入過量H₂S氣體，使Cu²⁺完全沉淀為CuS，此時溶液中的溶質為硫酸，c（SO₄^2-）不變，為0.1mol•L^-1，由電荷守恒可知c（H⁺）為0.2mol•L^-1，
故答案為：0.2．

點評 本題考查了平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的影響因素及平衡常數的有關計算等知識點，難度中等，答題時注意分析表中數據，總結規(guī)律．