时间:2017-08-22 14:13:17
1、简答题 （1）二氧化硫的催化氧化的过程如图1所示，
其中a、c二步的化学方程式可表示为：SO2+V2O5?SO3+V2O4
4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3．
该反应的催化剂是______（写化学式）
（2）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图2所示．将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa．试计算反应2SO3?2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=______．
（3）550℃时，将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，下列措施中能使
| n(SO3) n(SO2) |
参考答案：（1）依据图1中的转化关系和化学方程式分析，V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫，本身被还原为图中产物V2O4；根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5?SO3+V2O4；C是VOSO4转化为SO3，此过程需要重新生成催化剂V2O5，故答案为：V2O5；
（2）体系总压强为0.10M Pa，此时二氧化硫的转化率为80%
2SO2+O2催化剂.△2SO3
起始量（mol） 2 1 0
变化量 （mol）2×0.8 0.8 2×0.8
平衡量 （mol） 0.4 0.2 1.6
平衡时各物质的浓度为：[SO2]=0.08mol/L，[O2]=0.04mol/L，[SO3]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到
平衡常数K=c2(SO3)c2(SO2)c(O2)=0.3220.082×0.04=400 L?mol-1，
则反应2SO3?2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=1400=2.5×10-3 ；
故答案为：2.5×10-3；
（3）2SO2+O2催化剂.△2SO3，反应是气体体积减小的放热反应，依据平衡移动原理分析；
A．升高温度，平衡逆向进行，n(SO3)n(SO2)比值减小，故A不符合；
B．充入He（g），使体系总压强增大，分压不变，平衡不动，n(SO3)n(SO2)比值不变，故B不符合；
C．再充入2molSO2和1molO2，相当于增大压强平衡正向进行，n(SO3)n(SO2)比值增大，故C符合；
D．再充入1molSO2和1molO2，二氧化硫转化率增大，n(SO3)n(SO2)比值增大，故D符合；
故答案为：故CD；
（4）因A容器保持恒压，反应过程中体积变小，浓度增大，根据浓度越大，化学反应速率越快，到达平衡的时间越短，所以达到平衡所需时间A比B短，若A容器保持恒容，两容器建立的平衡等效，而实际上A容器体积减少，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以A中SO2的转化率比B大；平衡后，向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡后，A中建立的平衡与原平衡等效，所以SO3的体积分数不变，B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，B容器中SO3的体积分数增大；
故答案为：短；大；不变；增大．
本题解析：
本题难度：简单
2、选择题 反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)在800℃达到平衡时，分别改变下列条件，K值会发生变化的是( ? )
A．将体积减小至原来的一半
B．加入催化剂
C．将反应温度升高至1000℃
D．增大水蒸气的浓度
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 在硫酸工业中，SO2转化为SO3是一个关键步骤．
（1）SO2有氧化性又有还原性，还有漂白性．将SO2氧化通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，SO2表现______性，其中氧化剂和还原剂物质的量之比为______（已知KMnO4酸性条件下的还原产物为Mn2+）．
（2）某温度下，SO2（g）+
| 1 2 |
参考答案：（1）SO2气体通入酸性KMnO4中，酸性KMnO4褪色，高锰酸钾中锰元素是最高价具有氧化性，二氧化硫具有还原性；Mn元素化合价由+7价降低到+2价，化合价变化5价，S元素化合价由+4价升高到+6价，化合价变化2价，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则氧化剂和还原剂物质的量之比为2：5，
故答案：还原；2：5；
（2）SO2（g）+12O2（g）?SO3（g）；△H=-98kJ?mol-1，在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和10.0molO2（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，则消耗SO2 2mol，
SO2（g）+12O2（g）?SO3（g）；△H=-98kJ?mol-1，
起始 4.0mol 10.0mol 0
转化 2.0mol 1.0mol 2mol
平衡 2.0mol 9.0mol 2mol
则平衡时：c（SO2）=0.02mol/L，c（O2）=0.09mol/L，c（SO3）=0.02mol/L，
所以k=0.020.02×
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物．综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）?
参考答案：（1）①由图象知，体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8，则
? 2SO2（g）+O2（g）?
?2SO3（g）
起始：2.0mol? 1.0mol? 0
转化：1.6mol? 0.8mol? 1.6mol
平衡：0.4mol? 0.2mol? 1.6mol
则平衡时：c（SO2）=0.04mol/L，c（O2）=0.02mol/L，c（SO3）=0.16mol/L，
k=c2(SO3)c2(SO2)?c(O2)=0.1620．042×0.02=800，
故答案为：800；
②平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强不变，平衡状态由A变到B时，则k（A）=k（B），
故答案为：=；
（2）已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ/mol
利用盖斯定律将①+②2可得：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/mol
n（CH4）=4.48L22.4L/mol=0.2mol，
整个过程中转移的电子总数为：0.20mol×8NA=1.60NA，
放出的热量为：0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ，
故答案为：1.60NA（或1.6NA）；173.4；
（3）由题意可知，铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，则反应物中MFe2Ox为还原剂，SO2为氧化剂，生成物为MFe2O4和S，则反应的关系式为MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S，
故答案为：MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 25℃时，在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中，加入过量金属锡（Sn），发生反应：Sn（s）+Pb2+（aq）?Sn2+（aq）+Pb（s），体系中c（Pb2+）和c（Sn2+）变化关系如图所示。下列判断正确的是（ ? ）
A．往平衡体系中加入金属铅后，c（Pb2+）增大
B．往平衡体系中加入少量Sn（NO3）2固体后，c（Pb2+）变小
C．升高温度，平衡体系中c（Pb2+）增大，说明该反应△H＞0
D．25℃时，该反应的平衡常数K=2.2
参考答案：D
本题解析：
本题难度：简单