Question

12．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）$?_{加熱}^{催化劑}$2SO₃（g），SO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如表所示：

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ACF
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0.08mol•L^-1•min^-1．
②此時(shí)的溫度為600℃．
③此溫度下的平衡常數(shù)為$\frac{400}{21}$（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），平衡將正向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）升高溫度，可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡常數(shù)與溫度變化關(guān)系確定焓變；
（2）當(dāng)反應(yīng)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、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據(jù)此解答，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（3）計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（4）壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減少的方向移動(dòng)．

解答 解：（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，根據(jù)表格知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
（2）A．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量減少，壓強(qiáng)減少，容器中壓強(qiáng)不變，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的質(zhì)量不變，容器的體積也不變，密度不變，混合氣體的密度不變，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．混合氣體中SO₃的濃度不變，能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)個(gè)物質(zhì)的濃度不變，但不一定C（SO₂）=C（SO₃），所以不能作為達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故D錯(cuò)誤；
E．在任何時(shí)刻v_正（SO₂）=v_正（SO₃），所以不能作為達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故E錯(cuò)誤；
F．v_正（SO₃）=2v_逆（O₂）不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故F正確；
故選：ACF；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），
反應(yīng)開始（mol/L）   0.4              1             0
反應(yīng)（mol/L）         0.32           0.16         0.32
平衡 （mol/L）       0.08             0.84       0.32
平衡常數(shù)K=$\frac{0.3{2}^{2}}{0.0{8}^{2}×0.84}$=$\frac{400}{21}$，
故答案為：$\frac{400}{21}$；
（4）該反應(yīng)正向是一個(gè)氣體體積減少的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：正．

點(diǎn)評 本題考查了影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素、平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算等知識點(diǎn)，注意利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算．