Question

【題目】硫酸工業(yè)中SO2轉(zhuǎn)化為SO3是重要的反應(yīng)之一，在一定壓強(qiáng)和催化劑作用下在2L密閉容器中充入0.8molSO2和2molO2發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下表所示：

溫度	450	500	550	600
SO2的轉(zhuǎn)化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△H________0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。

A.容器的壓強(qiáng)不變 B.混合氣體的密度不變

C.混合氣體中SO3的濃度不變 D. C（SO2）=C（SO3）

E.V正（SO2）=V正（SO3） F. V正（SO3）=2V逆（O2）

（3）某溫度下經(jīng)2min反應(yīng)達(dá)到平衡后C（SO2）=0.08mol·L－1。

①0-2min之間，O2的反應(yīng)速率為____。

②此時(shí)的溫度為____℃。

③此溫度下的平衡常數(shù)為_____（可用分?jǐn)?shù)表示）。

（4）若將平衡反應(yīng)混合物的壓強(qiáng)增大（假如體積可變），平衡將_________向移動(dòng)。

Answer 1

【答案】（1）＜ （2）A C F（3）①0.08mol·L－1·min－1②600 ③400/21 ⑷正

【解析】

試題（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高SO2的轉(zhuǎn)化率越低，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0。

（2）A．該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的可逆反應(yīng)，對(duì)于反應(yīng)前后體積變化的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；B．容器中氣體的密度=m/V，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，反應(yīng)在體積不變的容器中進(jìn)行，所以氣體的密度始終不變，密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，反應(yīng)混合物中，SO3的濃度不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；D．濃度相等不能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；E.應(yīng)該是正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，才能作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡的依據(jù)，E項(xiàng)錯(cuò)誤；F. v正（SO3）: v逆（O2）=2:1,表明正逆反應(yīng)速率相等是平衡狀態(tài)，F項(xiàng)正確；答案選ACF。

（3）①經(jīng)2min反應(yīng)達(dá)到平衡后c(SO2）=0.08mol·L－1，反應(yīng)的c(SO2）=(0.8mol÷2L)-0.08mol·L－1=0.32mol·L－1, v（SO2）="0.32mol/L÷2min=0.16" mol·L－1·min－1,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（O2）= v（SO2）÷2=0.08mol·L－1·min－1。

②由①可知，反應(yīng)的c(SO2)=0.32mol·L－1，則SO2的轉(zhuǎn)化率為0.32mol/L÷0.4mol/L×100%=80.0%，對(duì)照表中數(shù)據(jù)可知溫度為600℃。

③根據(jù)上述分析，平衡時(shí)，[SO3]=0.32mol/L,[SO2]=0.08mol/L，[O2]=1mol/L-0.16mol/L=0.84mol/L，則K=[SO3]2÷{[SO2]2×[O2]}=(0.32mol·L－1）2÷{[(0.08mol·L－1）2×0.84 mol·L－1]= 400/21 L·mol－1。

（4）根據(jù)增大壓強(qiáng)，平衡向氣體系數(shù)和減小的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)。