题目内容
【题目】工业制备硫酸的主要反应之一为SO2与O2反应生成SO3。请回答下列问题:
(1)SO2与O2反应生成SO3的反应过程的能量变化如图1所示。由图中曲线变化可知,该反应为___(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)其他条件不变时,不同温度下SO2的转化率随时间的变化情况如图2所示T1___(填“>”或“<”)T2。
(3)某次实验中,在容积为2L的恒温恒容密闭容器中通入2molSO2和bmolO2,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图3所示。
①甲为___(填化学式,下同),乙为___。
②SO2与O2生成SO3的反应是___反应。(填“可逆”或“不可逆”)
③10min时,v正(SO2) _______ v逆(SO2)。(填“>”、“<”或“=”)
④从反应开始到平衡,反应速率v(SO3)=___。
⑤当b=___时,O2与SO2的转化率相等。
⑥反应达到平衡时,SO2的转化率为___。
【答案】放热 > SO3 SO2 可逆 > 0.028molL-1min-1 1 70%
【解析】
(1)反应物的总能量大于生成物总能量,反应为放热反应;
(2)其他条件不变时,根据先拐先平,条件高,温度高,压强大,进行分析;
(3)①根据图像分析,随反应的进行,甲的物质的量增加,是生成物,乙的物质的量减少,是反应物;
②由图3可知:25min后,SO2和SO3的组成保持不变,达到平衡状态,反应物不能全部消耗完;
③10min时,反应向右进行,v正(SO2)>v逆(SO2);
④根据速率的计算公式进行计算;
⑤当SO2与O2的投料比等于方程式的计量数时,两种物质的转化率相等;
⑥根据转化率的计算公式进行计算。
(1)如图1所示:参加反应的SO2与O2总能量高于生成的SO3总能量,反应为放热反应;
故答案为:放热;
(2)其他条件不变时,不同温度下SO2的转化率随时间的变化情况如图2,T1反应速率快,先达到平衡,对应温度高,T1>T2;
故答案为:>;
(3)①随反应的进行,甲的物质的量增加,是生成物,甲为SO3,乙的物质的量减少,是反应物,乙为SO2;
故答案为:SO3;SO2;
②由图3可知:25min后,SO2和SO3的组成保持不变,达到平衡状态,SO2与O2生成SO3的反应是可逆反应;
故答案为:可逆;
③10min时,SO2有减少的趋势,消耗量多于生成的量,v正(SO2)>v逆(SO2);
故答案为:>;
④从反应开始到平衡,反应速率v(SO3)= =0.028molL-1min-1;
故答案为:0.028molL-1min-1;
⑤当SO2与O2的投料比等于方程式的计量数时,两种物质的转化率相等,即2oml:bmol=2:1,即当b=1时,O2与SO2的转化率相等;
故答案为:1;
⑥反应达到平衡时,SO2的转化率为70%;
故答案为:70%。