Question

硫酸工業(yè)中接觸氧化是最重要的一個(gè)反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．為了研究這一反應(yīng)，在體積為2L的密閉容積中，投入2mol SO₂，1molO₂，然后控制反應(yīng)溫度，在反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)加入一定的催化劑，測(cè)定并記錄一定時(shí)間內(nèi)容器內(nèi)SO₃的物質(zhì)的量，得到如表：

時(shí)間/min	10	20	30	40	50
N（SO3）/mol	0.4	0.6	1.2	1.6	1.6

（1）反應(yīng)前10min，用O₂表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（O₂）=

 

．
（2）該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

．
（3）在反應(yīng)進(jìn)行至50min時(shí)，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，達(dá)到新平衡后，SO₂的轉(zhuǎn)化率將

 

．（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）保持溫度不變，若在該容器中只投入2mol SO₃，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)吸收的熱量為

 

kJ．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）利用三段式進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）從圖表中SO₃的變化的物質(zhì)的量可知在40min時(shí)達(dá)到平衡，依據(jù)化學(xué)平衡三段式和平衡常數(shù)概念列式計(jì)算；
（3）在反應(yīng)進(jìn)行至50min時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，相當(dāng)于原2體積的容器，壓縮為1體積的容器，平衡右移；
（4）溫度和容器的壓強(qiáng)不變，充入2mol SO₃（g），按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，滿足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，與原來(lái)的平衡是等效平衡．

解答： 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始     2mol     1mol      0
轉(zhuǎn)化    0.4mol   0.2mol   0.4mol
10分鐘后 1.6mol  0.8mol   0.4mol
反應(yīng)前10min，用O₂表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（O₂）=

0.2mol

2L 10min

=0.01mol/（L?min），
故答案為：0.01mol/（L?min）；
（2）在體積為2L的密閉容積中，投入2mol SO₂，1molO₂，反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 從圖表中SO₃的變化的物質(zhì)的量可知在40min時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得c（SO₃）=

1.6mol

2L

=0.8mol/L，則
                2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）  1        0.5       0
變化量（mol/L） 0.8       0.4       0.8
平衡量（mol/L）0.2       0.1       0.8
化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值，則化學(xué)平衡常數(shù)為K=

(0.8)2

(0.2)2×0.1

=1.6×10²=160，
故答案為：160；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，在反應(yīng)進(jìn)行至50min時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，相當(dāng)于原2體積的容器，壓縮為1體積的容器，增大壓強(qiáng)，平衡向體積縮小的正反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新平衡后，SO₂的轉(zhuǎn)化率將增大，
故答案為：增大；
（4）溫度和容器的壓強(qiáng)不變，充入2mol SO₃（g），按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，滿足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，與原來(lái)的平衡是等效平衡，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol，2molSO₂完全反應(yīng)生成2molSO₃，放出197kJ，2molSO₃完全反應(yīng)生成2molSO₂，吸收197kJ，在40min時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得n（SO₃）=1.6mol，則轉(zhuǎn)化的三氧化硫?yàn)?.4mol，放出熱量為：

0.4

2

×197KJ=39.4KJ，
故答案為：39.4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，側(cè)重于平衡移動(dòng)的考查，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，題目難度中等．注意化學(xué)平衡三段式計(jì)算和平衡常數(shù)概念應(yīng)用．