Question

11．硫酸是一种重要的基本化工原料，我国的硫磺资源相对短缺，主要用黄铁矿（FeS₂，其中S为-1价）生产硫酸的重要原料，生产过程中主要有三个步骤：
Ⅰ.4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
Ⅱ.2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃
Ⅲ．H₂O+SO₃=H₂SO₄
（1）步骤Ⅰ中，若标准状况下有11.2L O₂参加反应，则转移电子的物质的量为2mol；
（2）步骤Ⅱ是一个关键步骤．
①该步骤反应过程中的能量变化如图所示，该反应为放热 反应（填“吸热”或“放热”） E代表正反应的活化能；
②已知1g 二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫，产生的热量为1.536kJ，则反应的反应热△H=-196.6KJ/mol（精确到0.1）
③T℃下，将2.0molSO₂和1.0mol O₂置于10L恒容密闭反应器中进行反应．第4min时，测得SO₂的浓度为0.04mol/L，则前4min内，v（O₂）=0.02mol/（L•min）；又知，反应达平衡时，SO₂的平衡转化率为80%，则T℃下，该反应的平衡常数为800
④达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大的是BCE
A．保持温度和容器的容积不变，充入2molHe
B．保持温度和容器的容积不变，充入2molSO₃
C．保持温度和容器的容积不变，充入0.5 mol SO₂ 和0.25 mol O₂
D．保持温度和容器内压强小变，充入lmol SO₃
E．缩小容器的容积以增大压强．

Answer 1

分析 （1）n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反应中O元素的化合价由0价降低为-2价，以此计算转移电子的物质的量；
（2）①反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应；E为正反应的活化能；
②方程式为2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃，根据1g二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫，产生的热量为1.536kJ，可计算反应热；
③将2.0molSO₂和1mol O₂置于10L恒容密闭反应器中进行反应，则起始浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L，
④SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大，如体积不变，可加入反应物或生成物，也可缩小容器的体积．

解答 解：（1）n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，反应中O元素的化合价由0价降低为-2价，则转移的电子的物质的量为0.5mol×2×2=2mol，故答案为：2mol；
（2）①反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，由图可知E为正反应的活化能，故答案为：放热；正反应的活化能；
②已知1g 二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫，产生的热量为1.536kJ，则n（SO₂）=$\frac{1}{64}$mol，方程式为2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃，则2mol参加反应放出能量为1.536×2×64KJ=196.6KJ，所以反应热为-196.6KJ/mol，
故答案为：-196.6KJ/mol；
③T℃下，将2.0molSO₂和1.0mol O₂置于10L恒容密闭反应器中进行反应．第4min时，测得SO₂的浓度为0.04mol/L，可知剩余0.4molSO₂，即消耗1.6molSO₂，则前4min内消耗0.8molO₂，v（O₂）=$\frac{\frac{0.8mol}{10L}}{4min}$=0.02mol/（L•min），反应达平衡时，SO₂的平衡转化率为80%，则
                       2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃，
起始（mol/L）   0.2        0.1               0
转化（mol/L）   0.16      0.08              0.16
平衡（mol/L） 0.04        0.02              0.16
K=$\frac{0.1{6}^{2}}{0.0{4}^{2}×0.02}$=800，
故答案为：0.02mol/（L•min）；800；
④A．保持温度和容器的容积不变，充入2molHe，浓度不变，平衡不一定，故A错误；
B．保持温度和容器的容积不变，充入2molSO₃，平衡逆向移动，各物质的浓度都增大，故B正确；
C．保持温度和容器的容积不变，充入0.5 mol SO₂ 和0.25 mol O₂，反应物浓度增大，平衡正向移动，达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大，故C正确；
D．保持温度和容器内压强小变，应增大体积，充入lmol SO₃，浓度不一定增大，故D错误；
E．缩小容器的容积以增大压强，可在达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大，故E正确．
故答案为：BCE．

点评 本题综合考查化学平衡的计算，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、计算能力，注意把握对反应热与焓变的理解，把握化学平衡的计算，难度中等．