题目内容
【题目】二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应，反应如下：2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H1=－197.7kJ·mol－1 K1(浓度平衡常数)
为研究该反应，某同学设计了以下三种已装固体V2O3催化剂的密闭容器装置
(1)在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________________(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中，0.1MPa条件下，在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表：
①表中：a=___________；b=___________。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1___________Kp2(填“>”、“<”或“=”)。
③451℃，若按0.4 mol SO2、0.4molO2、0.4 mol SO3进行投料，则反应开始时v正(SO2)_______v逆(SO2)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】丙＞甲＞乙 118.62kJ 40% ＞ ＞
【解析】
(1)对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197.7kJmol-1，正反应为放热反应，降低温度、增大压强，可使平衡正向移动，增大SO2的转化率，结合三个容器平衡时的温度和压强的变化分析判断；
(2)对比A、B中数据，可知A、B为等效平衡状态，C相当于在A的基础上升高温度，结合压强平衡常数的计算方法分析解答。
(1)对于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197.7kJmol-1，正反应为放热反应，乙为绝热容器，平衡后，温度乙高于甲，降低温度，可使平衡正向移动，SO2的转化率增大，则转化率甲＞乙；该反应后气体的物质的量减少，丙恒压，平衡后压强丙大于甲，增大压强，可使平衡正向移动，SO2的转化率增大，则转化率丙＞甲，因此转化率丙＞甲＞乙，故答案为：丙＞甲＞乙；
(2)①根据方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，A、B为等效平衡，且反应互为可逆反应，则a=197.7kJ-79.08kJ=118.62kJ，正逆反应转化率之和为1，则b=1-60%=40%，故答案为：118.62kJ；40%；
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197.7kJmol-1，C的温度比A高，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则Kp1＞Kp2，故答案为：＞；
③根据A可知，转化率为60%，则
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始：2mol 1mol 0
转化：1.2mol 0.6mol 1.2mol
平衡：0.8mol 0.4mol 1.2mol，
用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1=
=135MPa-1；
若按0.4molSO2、0.4molO2、0.4molSO3进行投料，此时
=30 MPa-1＜135MPa-1，则反应正向进行，即反应开始时v正(SO2)＞v逆(SO2)，故答案为：＞。
