Question

硫酸工業(yè)中SO₂轉化為SO₃是重要的反應之一，在一定壓強和催化劑作用下在2L密閉容器中充入0.8molSO₂和2molO₂發(fā)生反應：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

加熱

2SO₃（g），SO₂ 的轉化率隨溫度的變化如下表所示：

溫度℃	450	475	500	525	550	575	600	650
SO2的轉化率%	97.5	95.8	95.8	93.5	90.50	85.6	80.0	73.7

（1）由表中數據判斷△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）能判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)的是

 

．
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）
（3）某溫度下經2min反應達到平衡后C（SO₂）=0.08mol?L^-1．
①0～2min之間，O₂的反應速率為

 

．
②此時的溫度為

 

°C．
③此溫度下的平衡常數為

 

（可用分數表示）．
④若將平衡反應混合物的壓強增大1倍（假如體積可變），此時Qc為

 

，平衡將

 

向移動．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）升高溫度，可逆反應向吸熱反應方向移動，根據平衡常數與溫度變化關系確定焓變；
（2）當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據此解答，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（3）①根據SO₂的轉化率計算參加反應的SO₂的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數之比計算反應的O₂的物質的量，再根據v=

△c

△t

計算v（O₂）；
②根據二氧化硫的轉化率來分析；
③計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算；
（4）壓強增大，平衡向氣體體積減少的方向移動．

解答： 解：（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動，根據表格知，溫度越高，化學平衡常數越小，說明平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應，即△H＜0，
故答案為：＜；
（2）A．隨反應進行氣體的物質的量減少，壓強減少，容器中壓強不變，說明到達平衡狀態(tài)，故A正確；
B．隨反應進行氣體的質量不變，容器的體積也不變，密度不變，混合氣體的密度不變，不能說明到達平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．混合氣體中SO₃的濃度不變，能說明到達平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應到達平衡時個物質的濃度不變，但不一定C（SO₂）=C（SO₃），所以不能作為達平衡狀態(tài)的標志，故D錯誤；      
E．在任何時刻v_正（SO₂）=v_正（SO₃），所以不能作為達平衡狀態(tài)的標志，故E錯誤；             
F．v_正（SO₃）=2v_逆（O₂）不同物質表示的速率之比等于化學計量數之比，說明到達平衡狀態(tài)，故F正確；
故選：ACF；    
（3）①參加反應的SO₂的濃度0.4mol?L^-1-0.08mol?L^-1=0.32mol?L^-1，故參加反應的O₂為0.32mol?L^-1×

1

2

=0.16mol?L^-1，故v（O₂）=

0.16mol/L

2min

=0.08mol/（L?min），故答案為：0.08mol?L^-1?min^-1；
②二氧化硫的轉化率為

0.32mol/L

0.4mol/L

×100%=80%，所以此時的溫度為600℃，故答案為：600；
③2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g），
反應開始（mol/L）   0.4             1            0   
反應（mol/L）       0.32           0.16          0.32              
平衡 （mol/L）      0.08           0.84         0.32
平衡常數K=

(0.32)2

(0.08)2×0.84

=

400

21

L?mol^-1；
故答案為：

400

21

L?mol^-1；
（4）若將平衡反應混合物的壓強增大1倍，體積縮小一半，此時Qc=

0.642

0.162×1.68

=

200

21

L?mol^-1，該反應正向是一個氣體體積減少的反應，所以壓強增大，平衡向正反應方向移動，故答案為：

200

21

L?mol^-1；正．

點評：本題考查了影響化學平衡移動的因素、平衡狀態(tài)的判斷、反應速率的計算、平衡常數的計算等知識點，注意利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算．