题目内容
【题目】已知2SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g);△H=﹣197kJmol﹣1.向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2mol SO2和1mol O2;(乙) 1mol SO2和0.5mol O2;(丙) 2mol SO3.恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
A. 容器内压强p p甲=p丙>2p乙
B. SO3的质量m m甲=m丙<2m乙
C. c(SO2)与c(O2)之比k k甲=k丙>2k乙
D. 反应放出或吸收热量的数值Q Q甲=197﹣Q丙>2Q乙
【答案】D
【解析】
恒温恒容,甲与乙起始n(SO2):n(O2)=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得n(SO2)=2mol,n(O2)=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等。A、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故压强P甲=P丙,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故P乙<P甲<2P乙,故P甲=P丙<2P乙,故A错误;B、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故质量m甲=m丙,甲等效为在乙到达平衡的基础上,再加入1molSO2和0.5molO2,增大压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,m甲>2m乙,故m甲=m丙>2m乙,故B错误;C、对于甲、乙,SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比,c(SO2)与c(O2)之比为定值2:1,丙为分解反应,丙中c(SO2)与c(O2)之比为2:1,故k甲=k丙=k乙=2,故C错误;D、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故Q甲+Q丙=197,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,故Q甲=197﹣Q丙>2Q乙,故D正确;故选D。
【题目】工业上制备硫酸最重要的一步是SO2的氧化。反应方程式如下: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ/mol
回答下列问题:
(1)该反应在________下能自发进行(选填“较高温度”“较低温度”)。
(2)某课外兴趣小组在实验室对该反应进行研究,部分数据如下表。
实验 | 反应条件 | 起始物质的量 | 平衡后性质 | ||||||
催化剂 | 温度(K) | 容积(L) | SO2 | O2 | SO3 | SO2体积分数 | 吸收或放出热量(KJ) | SO2或SO3转化率 | |
① | V2O5 | 770 | 10 | 0.2 | 0.1 | 0 | a1 | Q1 | α1 |
② | V2O5 | 770 | 10 | 0 | 0 | 0.2 | a2 | Q2 | α2 |
③ | V2O5 | 绝热 | 10 | 0 | 0 | 0.2 | a3 | Q3 | α3 |
比较下列数值大小(选填“>”“=”“<”“无法确定”)。
①a1________a2
②Q1+Q2________19.6
③α1+α3 ______ 1
(3) 某同学通过实验绘出如下图像。
t1、t2、t3达到化学平衡状态的是____________
(4)若α1=0.9,计算770K时,正反应的平衡常数为___________。
(5)工业上将SO2转化为SO3时。为了提高反应速率,并有利于SO3的吸收,需要对原料混合气体预热,同时对SO3气体降温。通常采用如图所示的热交换器(中间为空心管道)。下列说法正确的是____________
a.使用热交换器可以充分利用能源
b.A、B、C三处气体的组成相同
c.A、B、C、D四处的气体中均含有SO2
d.预热原料混合气主要是为了提高SO2的平衡转化率