Question

下表是在0.1MPa下，不同溫度時，二氧化硫催化氧化成三氧化硫的平衡轉化率（原料氣成分的體積分數(shù)：SO₂7%，O₂11%，N₂82%）：

溫度/℃	400	450	475	500	525	575
轉化率/%	99.2	97.5	95.8	93.5	90.5	79.9

請回答下列問題：
（1）根據(jù)表中信息可知，該可逆反應正反應的△H

 

0（填寫“＞”、“＜”、“=”）．
理由是

 

．
（2）下列措施既能加快該反應的速率，又能提高二氧化硫轉化率的是

 

A．選用更有效的催化劑B．充入更多的氧氣
C．降低反應體系的溫度D．縮小容器的體積
（3）為了探究O₂的體積分數(shù)及壓強對SO₃含量的影響，某同學在同一密閉容器中進行下列三組實驗．

實驗 編號	壓強（MPa）	SO2初始體積分數(shù) （%）	O2初始體積分數(shù) （%）	N2初始體積分數(shù) （%）
Ⅰ	0.1	7%	11%	82%
Ⅱ	①	7%	15%	②
Ⅲ	0.5	③	15%	④

請完成上表中①、②、③、④的實驗數(shù)據(jù)．并在右面的坐標圖中，畫出Ⅰ、Ⅲ實驗時混合氣體中SO₃的體積分數(shù)隨時間變化的曲線圖，注意標明各曲線的實驗編號．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,體積百分含量隨溫度、壓強變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，二氧化硫的轉化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動；
（2）A．選用更有效的催化劑，加快反應速率，不影響平衡移動；
B．充入更多的氧氣，反應速率加快，有利于平衡向正反應方向移動；
C．降低反應體系的溫度，反應速率降低，平衡向放熱反應方向移動，結合反應熱效應判斷；
D．縮小容器的體積，壓強增大，反應速率增大，平衡向氣體體積減小的方向移動；
（3）實驗目的是：為了探究O₂的體積分數(shù)及壓強對SO₃含量的影響，應采取控制變量法進行實驗：
對比Ⅰ、Ⅱ可知，O₂初始體積分數(shù)不同，應是探究O₂的體積分數(shù)對SO₃含量的影響，兩組中壓強、氮氣的體積分數(shù)應相同；
對比Ⅱ、Ⅲ可知．O₂初始體積分數(shù)相同，應是探究壓強對SO₃含量的影響，兩組中SO₂、N₂的初始體積分數(shù)應相同；
實驗Ⅰ與實驗Ⅱ相比，實驗Ⅰ中氧氣的體積分數(shù)小，氧氣的濃度小，反應速率較慢，到達平衡時間較實驗Ⅱ長，不利于平衡向正反應進行，平衡時SO₃含量較實驗Ⅱ中低；
Ⅲ與實驗Ⅱ相比，實驗Ⅲ中壓強高，反應速率快，到達平衡時間段，壓強大，有利于平衡向正反應進行，平衡時SO₃含量較實驗Ⅱ中高．

解答： 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，二氧化硫的轉化率越低，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，即△H＜0，
故答案為：＜；升高溫度，二氧化硫的轉化率越低，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應；
（2）A．選用更有效的催化劑，加快反應速率，不影響平衡移動，二氧化硫轉化率不變，故A錯誤；
B．充入更多的氧氣，反應速率加快，有利于平衡向正反應方向移動，二氧化硫轉化率增大，故B正確；
C．正反應為放熱反應，降低反應體系的溫度，平衡向正反應方向移動，二氧化硫轉化率增大，但反應速率降低，故C錯誤；
D．縮小容器的體積，壓強增大，反應速率加快，正反應為氣體體積減小的反應，平衡向正反應方向移動，二氧化硫轉化率增大，故D正確，
故答案為：BD；
（3）實驗目的是：為了探究O₂的體積分數(shù)及壓強對SO₃含量的影響，應采取控制變量法進行實驗：
對比Ⅰ、Ⅱ可知，O₂初始體積分數(shù)不同，應是探究O₂的體積分數(shù)對SO₃含量的影響，兩組中壓強、氮氣的體積分數(shù)應相同，故①=0.1、②=82%；
對比Ⅱ、Ⅲ可知．O₂初始體積分數(shù)相同，應是探究壓強對SO₃含量的影響，兩組中SO₂、N₂的初始體積分數(shù)應相同，故③=7%、④=82%；
實驗Ⅰ與實驗Ⅱ相比，實驗Ⅰ中氧氣的體積分數(shù)小，氧氣的濃度小，反應速率較慢，到達平衡時間較實驗Ⅱ長，不利于平衡向正反應進行，平衡時SO₃含量較實驗Ⅱ中低；Ⅲ與實驗Ⅱ相比，實驗Ⅲ中壓強高，反應速率快，到達平衡時間段，壓強大，有利于平衡向正反應進行，平衡時SO₃含量較實驗Ⅱ中高，故Ⅰ、Ⅲ實驗時混合氣體中SO₃的體積分數(shù)隨時間變化的曲線圖為：，
故答案為：①=0.1；②=82%；③=7%；④=82%；．

點評：本題考查化學平衡及反應速率影響因素、控制變量法探究外界條件對物質轉化率的影響等，難度中等，（3）中注意根據(jù)控制變量法進行分析解答，作圖時注意到達平衡時間與三氧化硫的含量．