解题思路:(1)该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,欲提高SO2的转化率,则改变条件使平衡向正反应方向移动;
(2)A、根据体积之比等于物质的量之比计算平衡时混合气体总的物质的量,再利用差量法计算参加反应的二氧化硫的物质的量,结合热化学方程式计算放出的热量;
B、恒温恒压,两次达到平衡状态相同分析计算判断;
C、恒温恒压,两次达到平衡状态相同分析判断
D、根据A计算可知,原平衡时SO3的体积分数为[1mol/4.5mol]=[2/9];
(3)根据化学平衡计算的三段式进行计算,压强之比等于物质的量之比,依据平衡常数概念计算;
压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显,所以工业上直接采用常压,平衡常数随温度变化;
(4)①由AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)•c(Cl-)计算;
②开始Cl-抑制了AgCl的溶解,所以Ag+浓度变小了,但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物,所以Ag+浓度又变大了.
(1)A、向装置中充入N2,化学平衡不会移动,不会提高二氧化硫转化率,故A错误;
B、向装置中充入过量的SO2,二氧化硫转化率降低,故B错误;
C、向装置中充入过量的O2,化学平衡正向移动,会提高二氧化硫转化率,故C正确;
D、升高温度,化学平衡逆向移动,二氧化硫的转化率减小,故D错误.
故选:C;
(2)A、由题意气体体积为起使时的90%,则反应后总的物质的量为起始时的90%,平衡时总物质的量为(3mol+2mol)×90%=4.5mol,则平衡时各组成物质的量变化为:
2SO2+O2⇌2SO3物质的量减少△n
2 1 2 1
1mol 0.5mol 1mol (3mol+2mol)-4.5mol=0.5mol
此时放出的热量为196.6KJ×[0.5mol/1mol]=98.3KJ,故A错误;
B、2SO2+O2⇌2SO3
起始量(mol) 3 2 0
变化量(mol) x0.5x x
平衡量(mol)3-x2-0.5x x
反应后总的物质的量为起始时的90%,3-x+2-0.5x+x=4.5,x=1mol,二氧化硫转化率=[1mol/3mol]×100%=[1/3];
保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为 5mol SO2(g)、3.5mol O2(g)、1mol SO3(g),转化为起始量为6molSO2(g)、4molO2,恒压条件下两次平衡时等效平衡,平衡后二氧化硫应为4mol,转化率=[1mol/5mol]×100%=20%,故B错误;
C、依据B分析可知等效平衡状态,氧气体积分数相同,故C正确;
D、原平衡时SO3的体积分数为[1mol/4.5mol]=[2/9],故D正确;
故答案为:CD;
(3)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:c(SO2)=0.08mol/L,c(O2)=0.04mol/L,c(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)=
0.322
0.082×0.04=400,
则反应2SO3⇌2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=[1/400]=2.5×10-3;
从图象中可以看出,常压SO2就可以达到较高的转化率,压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显,加压必须增大投资以解决增加设备和提供能量问题,所以工业上直接采用常压,平衡常数随温度变化,不随压强变化,平衡常数不变;
故答案为:2.5×10-3;常压下400~500°C,SO2转化率已经很高了,加压必须增大投资以解决增加设备和提供能量问题;=;
(4)①当c(Ag+)=10-5mol/L时,c(Cl-)=10-7mol/L,所以AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)•c(Cl-)=10-5mol/L×10-7mol/L=10-12(mol/L)2,
故答案为:10-12;
②开始Cl-抑制了AgCl的溶解,所以Ag+浓度变小了,但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物:AgCl+Cl-=[AgCl2]-,所以Ag+浓度又变大了,
故答案为:开始Cl-抑制了AgCl的溶解,所以A
点评:
本题考点: 化学平衡的调控作用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.
考点点评: 本题考查了平衡影响因素,平衡计算分析,注意平衡建立和反应条件选择的方法和依据及平衡常数计算应用,沉淀溶解平衡以图象分析为基础,题目难度较大.