Question

哈三中某課外活動小組改進銅與濃硫酸反應的實驗，制備并驗證二氧化硫的性質，請回答下列問題：



（1）銅絲在實驗中的作用：______．
（2）實驗過程中在裝置C中會看到什么現象？______；請用化學方程式解釋：______．
（3）已知反應：2SO₂（g）+O₂（g）

2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，在一恒溫恒容容器中投入一定量的SO₂和O₂，經過一段時間一定能證明該反應已達平衡狀態的是______．
A．混合氣體密度保持不變
B．c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2
C．容器內氣體分子總數不隨時間變化
D．相同時間內，消耗2n mol SO₂的同時消耗n mol O₂
（4）將0.23mol SO₂和0.11mol O₂放入容積為1L的密閉容器中，在一定溫度下，經過2min反應達到平衡，得到0.12mol SO₃．則用SO₂濃度變化來表示反應速率為υ（SO₂）=______．
若此時保持溫度不變，同時通入0.12mol SO₃和 0.15mol O₂，則平衡______（填“正向移動”、“逆向移動”、“不移動”、“無法確定”）．
但若保持溫度不變，只通入1.00mol O₂，則重新達到平衡時，SO₂的平衡濃度______．（填“填大”、“不變”或“減小”），O₂的轉化率______（填“升高”、“不變”或“降低”），SO₂的體積分數______（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

（1）利用銅與濃硫酸反應的改進實驗，實驗目的是制備并驗證二氧化硫的性質，所以需要生成二氧化硫氣體進行性質驗證，為了避免過多的污染氣體生成又能滿足實驗要求，用抽動的銅絲控制反應的進行和停止，用于控制反應速率和生成用量；
故答案為：控制反應的開始和停止；
（2）生成的二氧化硫氣體通過C裝置時，由于吸收具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，所以二氧化硫會被氧化為硫酸，硝酸被還原為無色的一氧化氮氣體，遇到試管內空氣中的氧氣會反應生成紅棕色二氧化氮氣體，所以現象為：生成無色氣體并變為紅棕色；反應的化學方程式為：SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO  2NO+0₂=2NO₂
故答案為：生成無色氣體并變為紅棕色    SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO  2NO+0₂=2NO₂
（3）證明化學反應達到平衡的標志最根本的是正逆反應速率相同；
A、混合氣體的密度等于氣體質量除以總體積，在反應體系中都是氣體，質量不變，反應在恒容容器中進行，體積不變，所以不能用來判斷平衡的標志，故A錯誤；
B、c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2，濃度之比在相同時間內等于速率之比，速率之比等于系數之比，只要正向進行就滿足此關系，故不能用來判斷平衡的標志，故B錯誤；
C、反應前后是 氣體體積變化的反應，平衡移動，分子數變化，容器內氣體分子總數不隨時間變化，說明反應達到平衡，故C可以說明反應達到平衡；
D、相同時間內，消耗2n mol SO₂的同時消耗n mol O₂只能說明反應正向進行，不能作為平衡的標志，故D錯誤；
故答案為：C
（4）將0.23mol SO₂和0.11mol O₂放入容積為1L的密閉容器中，在一定溫度下，經過2min反應達到平衡，得到0.12mol
 SO₃．依據化學平衡的三段式計算列式；
               2SO₂（g）+O₂（g）



2SO₃（g）
起始量（mol）   0.23     0.11             0
變化量（mol）   0.12    0.06            0.12
平衡量（mol）   0.11    0.05            0.12
所以用SO₂濃度變化來表示反應速率=

0.12mol 1L

2min

=0.06mol/L?min^-1
若此時保持溫度不變，同時通入0.12mol SO₃和 0.15mol O₂，相當于各物質的量為
       2SO₂（g）+O₂（g）



2SO₃（g）
       0.11    0.05            0.12
        0       0.15           0.12
       0.11     0.2            0.24
溫度不變，平衡常數不變，可以用此時的濃度商與平衡常數進行判斷平衡移動的方向；
平衡常數K=

[SO3]2

[SO2]2 [O2]

=

( 0，12 1 )2

( 0.11 1 )2× 0.05 1

濃度商Qc=

C2(SO3)

C2(SO2)×C(O2)

=

( 0.24 1 )2

( 0.11 1 )2× 0.2 1

=K，所以平衡不移動；
但若保持溫度不變，只通入1.00mol O₂，平衡正向進行，增大了二氧化硫的轉化率，本身轉化率降低，則重新達到平衡時，二氧化硫的體積分數減��；
故答案為：0.06mol/L?min^-1；不移動；減�。粶p��；減小