Question

哈三中某課外活動(dòng)小組改進(jìn)銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，制備并驗(yàn)證二氧化硫的性質(zhì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）銅絲在實(shí)驗(yàn)中的作用：

控制反應(yīng)的開始和停止

．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中在裝置C中會(huì)看到什么現(xiàn)象？

生成無(wú)色氣體并變?yōu)榧t棕色

；請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋：

SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO2NO+0₂=2NO₂

．
（3）已知反應(yīng)：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(jīng)過(guò)一段時(shí)間一定能證明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是

C

．
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(nèi)氣體分子總數(shù)不隨時(shí)間變化
D．相同時(shí)間內(nèi)，消耗2n mol SO₂的同時(shí)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(jīng)過(guò)2min反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol SO₃．則用SO₂濃度變化來(lái)表示反應(yīng)速率為υ（SO₂）=

0.06mol/L?min^-1

．
若此時(shí)保持溫度不變，同時(shí)通入0.12mol SO₃和 0.15mol O₂，則平衡

不移動(dòng)

（填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”、“不移動(dòng)”、“無(wú)法確定”）．
但若保持溫度不變，只通入1.00mol O₂，則重新達(dá)到平衡時(shí)，SO₂的平衡濃度

減小

．（填“填大”、“不變”或“減小”），O₂的轉(zhuǎn)化率

減小

（填“升高”、“不變”或“降低”），SO₂的體積分?jǐn)?shù)

減小

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，制備并驗(yàn)證二氧化硫的性質(zhì)分析判斷；
（2）依據(jù)吸收的強(qiáng)氧化性和二氧化硫的還原性進(jìn)行分析判斷，根據(jù)現(xiàn)象書寫化學(xué)方程式；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是正逆反應(yīng)速率相等進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)化學(xué)平衡的三段式計(jì)算列式計(jì)算，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率的概念計(jì)算；依據(jù)影響平衡的因素的判斷依據(jù)結(jié)合定量計(jì)算分析判斷；

解答：解：（1）利用銅與濃硫酸反應(yīng)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽洳Ⅱ?yàn)證二氧化硫的性質(zhì)，所以需要生成二氧化硫氣體進(jìn)行性質(zhì)驗(yàn)證，為了避免過(guò)多的污染氣體生成又能滿足實(shí)驗(yàn)要求，用抽動(dòng)的銅絲控制反應(yīng)的進(jìn)行和停止，用于控制反應(yīng)速率和生成用量；
故答案為：控制反應(yīng)的開始和停止；
（2）生成的二氧化硫氣體通過(guò)C裝置時(shí)，由于吸收具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，所以二氧化硫會(huì)被氧化為硫酸，硝酸被還原為無(wú)色的一氧化氮?dú)怏w，遇到試管內(nèi)空氣中的氧氣會(huì)反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮?dú)怏w，所以現(xiàn)象為：生成無(wú)色氣體并變?yōu)榧t棕色；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO  2NO+0₂=2NO₂
故答案為：生成無(wú)色氣體并變?yōu)榧t棕色    SO₂+HNO₃=H₂SO₄+NO  2NO+0₂=2NO₂
（3）證明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志最根本的是正逆反應(yīng)速率相同；
A、混合氣體的密度等于氣體質(zhì)量除以總體積，在反應(yīng)體系中都是氣體，質(zhì)量不變，反應(yīng)在恒容容器中進(jìn)行，體積不變，所以不能用來(lái)判斷平衡的標(biāo)志，故A錯(cuò)誤；
B、c（SO₂）：c（O₂）：c（SO₃）=2：1：2，濃度之比在相同時(shí)間內(nèi)等于速率之比，速率之比等于系數(shù)之比，只要正向進(jìn)行就滿足此關(guān)系，故不能用來(lái)判斷平衡的標(biāo)志，故B錯(cuò)誤；
C、反應(yīng)前后是 氣體體積變化的反應(yīng)，平衡移動(dòng)，分子數(shù)變化，容器內(nèi)氣體分子總數(shù)不隨時(shí)間變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡；
D、相同時(shí)間內(nèi)，消耗2n mol SO₂的同時(shí)消耗n mol O₂只能說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行，不能作為平衡的標(biāo)志，故D錯(cuò)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(jīng)過(guò)2min反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol
 SO₃．依據(jù)化學(xué)平衡的三段式計(jì)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(lái)表示反應(yīng)速率=

0.12mol 1L

2min

=0.06mol/L?min^-1
若此時(shí)保持溫度不變，同時(shí)通入0.12mol SO₃和 0.15mol O₂，相當(dāng)于各物質(zhì)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(shù)不變，可以用此時(shí)的濃度商與平衡常數(shù)進(jìn)行判斷平衡移動(dòng)的方向；
平衡常數(shù)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(dòng)；
但若保持溫度不變，只通入1.00mol O₂，平衡正向進(jìn)行，增大了二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，本身轉(zhuǎn)化率降低，則重新達(dá)到平衡時(shí)，二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)減小；
故答案為：0.06mol/L?min^-1；不移動(dòng)；減小；減��；減小

點(diǎn)評(píng)：本題考查了銅和濃硫酸的反應(yīng)及產(chǎn)物的性質(zhì)驗(yàn)證和現(xiàn)象解釋，重點(diǎn)考查了化學(xué)平衡的 基本計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，平衡影響因素的分析判斷，轉(zhuǎn)化率的正確判斷．