Question

2．我国工业制硫酸主要反应（均为放热）有：①4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8SO₂+2Fe₂O₃，②2SO₂+O₂$?_{加热}^{催化剂}$2SO₃，③SO₃+H₂O=H₂SO₄．回答下列问题：
（1）为了提高反应①硫铁矿的利用率，可采取的措施有将硫铁矿粉碎、用过量空气煅烧硫铁矿．
（2）反应②SO₂的平衡转化率（α）与某条件的关系如图所示，其中正确的是BC．

（3）500℃和1.01×10⁵Pa时将4.0mol SO₂和2.0mol O₂置于2L密闭容器中，反应达平衡时c（O₂）=0.1mol/L，则该反应的平衡常数等于81，若将温度降到400℃，该反应的化学平衡常数减小（增大、减小或不变）．
（4）反应③得到“发烟硫酸”，往往稀释成98%的浓硫酸再出售．若分别用98%的浓硫酸、10%的稀硝酸、10%的盐酸分别与NaOH溶液进行中和热的测定实验，三个反应的反应热依次为△H₁、△H₂、△H₃，则它们的大小关系是△H₁＜△H₂=△H₃．

Answer 1

分析 （1）结合影响反应速率的因素分析考虑；
（2）反应2SO₂+O₂$?_{加热}^{催化剂}$2SO₃是放热反应，可结合平衡的移动因素分析各图象；
（3）2SO₂+O₂$?_{加热}^{催化剂}$2SO₃
起始浓度（mol/L）        2        1             0
变化浓度（mol/L）        1.8       0.9           1.8
平衡浓度（mol/L）        0.2      0.1           1.8
结合平衡常数的计算公式和影响平衡常数的因素分析；
（4）25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol，浓硫酸溶解于水是放热过程．

解答 解：（1）反应物的接触面积大了，反应的速度就快了，则将硫铁矿粉碎后再进行生产，增大硫铁矿与氧气的接触面，使反应更充分，另外用过量空气煅烧硫铁矿，反应物浓度增大平衡正向移动，有利于提高硫铁矿的利用率，
故答案为：将硫铁矿粉碎；用过量空气煅烧硫铁矿；
（2）A．当反应达到平衡后，随温度的升高，平衡逆向移动，SO₂的转化率降低，故A错误；B．增大压强有利于平衡正向移动，SO₂的转化率增加，故B正确；C．增大氧气的浓度可促进平衡正向移动，SO₂的转化率升高，故B正确；D．使用催化剂反应速率加快，但平衡不移动，SO₂的转化率不变，故D错误；
故答案为：BC；
（3）2SO₂+O₂$?_{加热}^{催化剂}$2SO₃
起始浓度（mol/L）        2        1             0
变化浓度（mol/L）        1.8       0.9           1.8
平衡浓度（mol/L）        0.2      0.1           1.8
则该反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{1．{8}^{2}}{0．{2}^{2}×0.1}$=81，
平衡常数只受温度影响，温度升高，此反应平衡逆向移动，平衡常数减小，
故答案为：81；减小；
（3）中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，一定量98%的浓硫酸、10%的稀硝酸、10%的盐酸分别与NaOH溶液生成1mol水，发生中和反应放出的热量57.3kJ，98%浓硫酸溶解于水放热，实际反应放热大于57.3kJ，反应焓变是负值，所以△H₁＜△H₂=△H₃；
故答案为：△H₁＜△H₂=△H₃．

点评 主要考查影响反应速率的因素，化学平衡的计算及影响平衡的因素、中和热的误差分析等，属基础考查，难度中等．