题目内容

(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图1所示,

其中a、c二步的化学方程式可表示为:SO2+V2O5?SO3+V2O4
4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3
该反应的催化剂是______(写化学式)
(2)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示.将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa.试计算反应2SO3?2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=______.
(3)550℃时,将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,下列措施中能使
n(SO3)
n(SO2)
增大的是______
A.升高温度B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2molSO2和1molO2D.再充入1molSO2和1molO2
(4)维持温度不变条件下使之发生如下反应:2SO2+O2?2SO3,有两只密闭容器A和B.A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容.起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2:1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如图3所示).
试填写下列空格:
A容器达到平衡时所需的时间比B容器______(填:“短”或“长”);平衡时A容器中SO2的转化率比B容器______(填:“大”或“小”);达到所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数______.
(1)依据图1中的转化关系和化学方程式分析,V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫,本身被还原为图中产物V2O4;根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5?SO3+V2O4;C是VOSO4转化为SO3,此过程需要重新生成催化剂V2O5,故答案为:V2O5
(2)体系总压强为0.10M Pa,此时二氧化硫的转化率为80%
2SO2+O2
催化剂
.
2SO3
起始量(mol) 2 1 0
变化量 (mol)2×0.8 0.8 2×0.8
平衡量 (mol) 0.4 0.2 1.6
平衡时各物质的浓度为:[SO2]=0.08mol/L,[O2]=0.04mol/L,[SO3]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到
平衡常数K=
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
=
0.322
0.082×0.04
=400 L?mol-1
则反应2SO3?2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=
1
400
=2.5×10-3
故答案为:2.5×10-3
(3)2SO2+O2
催化剂
.
2SO3,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析;
A.升高温度,平衡逆向进行,
n(SO3)
n(SO2)
比值减小,故A不符合;
B.充入He(g),使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,
n(SO3)
n(SO2)
比值不变,故B不符合;
C.再充入2molSO2和1molO2,相当于增大压强平衡正向进行,
n(SO3)
n(SO2)
比值增大,故C符合;
D.再充入1molSO2和1molO2,二氧化硫转化率增大,
n(SO3)
n(SO2)
比值增大,故D符合;
故答案为:故CD;
(4)因A容器保持恒压,反应过程中体积变小,浓度增大,根据浓度越大,化学反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以达到平衡所需时间A比B短,若A容器保持恒容,两容器建立的平衡等效,而实际上A容器体积减少,压强增大,平衡向正反应方向移动,所以A中SO2的转化率比B大;平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中建立的平衡与原平衡等效,所以SO3的体积分数不变,B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,B容器中SO3的体积分数增大;
故答案为:短;大;不变;增大.
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