Question

【題目】二氧化硫的催化氧化反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是工業(yè)制硫酸的重要反應(yīng)之一。

（1）①?gòu)钠胶饨嵌确治霾捎眠^量O2的原因是____________________。

②一定條件下，將0.10 mol SO2（g）和0.06 mol O2（g）放入容積為2 L的密閉容器中，反應(yīng)在5min時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得c（SO3）=0.040 mol／L。

用SO2濃度變化來表示的化學(xué)反應(yīng)速率為_________。

計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________________________。

③已知：該催化氧化反應(yīng)K（300℃）>K（350℃）。則該反應(yīng)正向是____________________反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。平衡后升高溫度，SO2的轉(zhuǎn)化率_________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖1所示。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）_________K（B）（填“>”、“<”或“=”，下同）。

（3）保持溫度不變，將等物質(zhì)的量的SO2和O2混合氣平分兩份，分別加入起始體積相同的甲、乙兩容器中，保持甲容器恒容，乙容器恒壓到達(dá)平衡（如圖2）。兩容器的SO2的轉(zhuǎn)化率關(guān)系為甲_________乙。

（4）下圖表示在密閉容器中二氧化硫的催化氧化反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，由于條件改變而引起反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的變化情況，a～b過程中改變的條件可能是_________；b～c過程中改變的條件可能是_________；若增大壓強(qiáng)時(shí)，反應(yīng)速率和化學(xué)平衡變化情況畫在c～d處。

Answer 1

【答案】提高氧氣濃度，平衡正向移動(dòng)，可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率 0.008mol·L－1·min－1 1600 放熱 減小 = < 升溫 減少SO3的濃度

【解析】

（1）①采用過量O2的原因是提高氧氣濃度，平衡正向移動(dòng)，可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；

②根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式以及平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；

③溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若反應(yīng)溫度升高，則平衡逆向移動(dòng)，所以SO2的轉(zhuǎn)化率減�。�

（2）平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度相同，則平衡常數(shù)相等；

（3）先假定甲、乙的體積都不變，達(dá)到平衡后再保持乙的壓強(qiáng)不變，此反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，因此，待等體積達(dá)平衡后，欲保持乙的壓強(qiáng)不變，就需要縮小體積，縮小體積時(shí)，乙的壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，所以SO2的轉(zhuǎn)化率甲＜乙；

（4）a時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，且正逆反應(yīng)速率都增大，說明平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，應(yīng)為升高溫度的結(jié)果，b時(shí)正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，在此基礎(chǔ)上逐漸減小，應(yīng)為減小生成物的原因。

（1）①采用過量O2的原因是提高氧氣濃度，平衡正向移動(dòng)，可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故答案為：提高氧氣濃度，平衡正向移動(dòng)，可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。

②5分鐘時(shí)c(SO3)＝0.040mol/L，則二氧化硫的濃度減少0.040mol/L，所以5min時(shí)SO2的反應(yīng)速率是是0.040mol/L/5min=0.008mol/(L·min)；平衡時(shí)氧氣的濃度為0.060mol/2L-0.020mol/L=0.020mol/L，二氧化硫的濃度為0.10mol/2L-0.040mol/L=0.010mol/L，根據(jù)K=c（SO3）2/c(O2)c(SO2)2=0.042/(0.02×0.012)=1600，故答案為：0.008mol/(L·min)，1600。

③已知：K(300℃)＞K(350℃)，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若反應(yīng)溫度升高，則平衡逆向移動(dòng)，所以SO2的轉(zhuǎn)化率減��；故答案為：放熱，減小。

（2）狀態(tài)A與狀態(tài)B的溫度相同，則平衡常數(shù)相等，故答案為：=。

（3）先假定甲、乙的體積都不變，達(dá)到平衡后再保持乙的壓強(qiáng)不變，此反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，因此，待等體積達(dá)平衡后，欲保持乙的壓強(qiáng)不變，就需要縮小體積，縮小體積時(shí)，乙的壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，所以，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為P%，則乙的SO2的轉(zhuǎn)化率將大于甲的，即大于P%，故答案為：＜。

（4）a時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，且正逆反應(yīng)速率都增大，說明平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，應(yīng)為升高溫度的結(jié)果，b時(shí)正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，在此基礎(chǔ)上逐漸減小，應(yīng)為減小生成物的原因，若增大壓強(qiáng)時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正、逆反應(yīng)速率都增大，且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，圖像應(yīng)為：

，故答案為：升溫，減少SO3的濃度，。