Question

17．I：工業(yè)制硫酸時，利用接觸氧化反應將SO ₂轉化為SO₃是一個關鍵步驟．
（1）某溫度下，2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．開始時在10L的密閉容器中加入8.0mol SO₂（g）和20.0 mol O₂（g），當反應達到平衡時共放出394kJ的熱量，該溫度下的平衡常數(shù)K=0.56（mol/L）^-1（保留兩位有效數(shù)字），若升高溫度時，K將減�。ㄌ睢霸龃�、減小或不變”）．
（2）若體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO₂的轉化率條件是AC（填字母）．
A．通入氧氣    B．移出氧氣    C．增大壓強    D．減小壓強    E．加入催化劑
（3）根據(jù)下表提供的不同條件下SO₂的轉化率（%）的數(shù)據(jù)，試選擇該反應的適宜條件
（以V₂O₅作催化劑）溫度450℃；壓強1×10⁵Pa，選擇此壓強的理由再增壓轉化率增大不明顯，加大成本

	1×l05 Pa	5×l05 Pa	10×l05 Pa	50×l05 Pa	100×l05 Pa
450℃	97.5	98.9	99.2	99.6	99.7
500℃	85.6	92.9	94.9	97.7	98.3

（4）能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是ACF
A．容器的壓強不變    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）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學方程式及放出的熱量可計算出平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量，進而求得平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應物濃度系數(shù)次冪之積求得平衡常數(shù)，根據(jù)溫度對平衡的影響判斷K的變化；
（2）A．可逆反應中增加一種反應物的濃度可以提高另一種反應物的轉化率；
B．減小一種反應物的濃度可以降低另一種反應物的轉化率；
C．增大壓強，平衡向體積減小的方向移動；
D．減小壓強，平衡向體積增大的方向移動；
E．加入催化劑，對平衡沒有影響；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在溫度一定時，壓強對轉化率的影響，在壓強一定時，溫度對轉化率的影響，據(jù)此選擇合適的條件；
（4）根據(jù)正逆反應速率相等、各組份的組成不變以及某些外部特征可判斷反應是否處于平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）根據(jù)反應2SO₂（g）+O ₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol，當放出394kJ的熱量時，生成SO₃的物質(zhì)的量為394/197×2mol=4mol，所以平衡時SO₂的濃度為 $\frac{8.0mol-4mol}{10L}$=0.4mol/L，SO₃的濃度為0.4mol/L，O₂的濃度為 $\frac{20mol-2mol}{10L}$=1.8mol/L，所以K=$\frac{0.42}{0.42×1.8}$=0.56，該反應為放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方程移動，平衡常數(shù)減小，
故答為：0.56；減�。�
（2）A．可逆反應中增加一種反應物的濃度可以提高另一種反應物的轉化率，所以通入氧氣，二氧化硫的轉化率提高，故A正確；
B．減小一種反應物的濃度可以降低另一種反應物的轉化率，所以移出氧氣，二氧化硫的轉化下降高，故B錯誤；
C．該反應為體積減小的反應，增大壓強，平衡向體積減小的方向移動，二氧化硫的轉化率提高，故C正確；
D．減小壓強，平衡向體積增大的方向移動，二氧化硫的轉化率減小，故D錯誤；
E．加入催化劑，對平衡沒有影響；
故選AC；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在溫度一定時，壓強越大，二氧化硫的轉化率越高，但增加的幅度不大，在壓強一定時，溫度越高轉化率越小，考濾生成成本等因素，所以選擇的條件是450℃，1×10⁵Pa，
故答案為：450℃；1×10⁵Pa；
（4）A．該反應為體積減小的反應，所以容器的壓強不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．該反應前后氣體質(zhì)量守恒，體積不變，所以混合氣體的密度不變，不能判斷反應是否處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．混合氣體中SO₃的濃度不變，則反應處于平衡狀態(tài)，故C正確；
D．C（SO₂）=C（SO₃），不能說明正逆反應速率是否相等，故D錯誤；
E．v 正（SO₂）=v 正（SO₃），都是指正反應速率，不能確定與逆反應的關系，故E錯誤；
F．v 正（SO₃）=2v 逆（O₂），說明正逆反應速率相等，所以反應處于平衡狀態(tài)，故F正確，
故選：ACF．

點評 本題考查了平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的影響因素及平衡常數(shù)的有關計算等知識點，難度中等，答題時注意分析表中數(shù)據(jù)，總結規(guī)律．