解题思路:(1)根据浓度商与平衡常数的大小判断反应进行的方向;
(2)先根据平衡常数计算出c(SO2),再根据转化率公式求出SO2的转化率;
(3)根据浓度、温度、压强等外界条件对化学平衡的影响,求出平衡移动后c(SO2),
(4)根据原电池反应是氧化还原反应,负极失电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应;
(5)依据沉淀转化的反应特征结合溶度积常数计算分析;
(1)SO2+[1/2]O2⇌SO3△H=-98KJ•mol-1,向100L的恒容密闭容器中,充入3.0molSO2、16.0molO2和3.0molSO3,
因为浓度商QC=
c(SO3)
c(SO2)[c(O2)]
1
2=
3.0mol
100L
3.0mol
100L×(
16.0mol
100L)
1
2=2.5>K,所以化学反应正向进行,即v(正)>v(逆),故答案为:>;
(2)在T2温度时,开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2,一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ根据1molSO2完全反应放热98KJ;则一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ,消耗二氧化硫物质的量=[1mol×196KJ/98KJ]=2mol;依据化学平衡三段式列式计算:
SO2(g)+[1/2]O2(g)⇌SO3(g)
开始量(mol)4 10 0
变化量(mol) 2 12
平衡量(mol) 29 2
所以SO2的转化率α=[2mol/4mol]×100%=50%,故答案为:50%;
(3)A、保持温度和容器体积不变,O2的浓度增大,平衡正向移动,SO2的浓度减小,所以A正确;
B、保持温度和容器内压强不变,充入2.0molSO2和5.0molO2,新的平衡与原平衡等效,SO2的浓度不变,所以B错误;
C、降低温度,平衡向放热的方向移动,而正反应为放热,所以平衡正向移动,SO2的浓度减小,所以C正确;
D、在其他条件不变时,减小容器的容积,SO2的浓度瞬间增大,之后平衡向气体体积减少的方向移动,即向正反应方向移动,SO2的浓度减小,再次到达平衡时SO2的浓度仍比原来大,所以D错误.
故答案为:A、C;
(4)依据图装置分析,二氧化硫失电子发生氧化反应,二氧化硫被氧化为三氧化硫溶于水生成硫酸;电极反应为:SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-;
故答案为:SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-;
(5)在一定温度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,当两种沉淀共存时,依据溶度积常数可知沉淀向硫酸钡沉淀分析转化,BaCO3+SO42-=BaSO4+CO32-;结合碳酸钡和硫酸钡溶度积常数;
c(CO22−)
c(SO42−)=
Ksp(BaCO3)
Ksp(BaSO4)=
5.2×10−9
1.3×10−10=40;
故答案为:40;
点评:
本题考点: 工业制取硫酸;电极反应和电池反应方程式;化学平衡的计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.
考点点评: 本题考查了化学平衡的有关知识,如利用浓度商判断化学反应进行的方向,转化率的计算、外界条件对化学平衡的影响以及有关化学计算,沉淀转化的计算应用,试题较灵活,综合性强.