Question

4．工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将二氧化硫转化为三氧化硫是一个关键步骤，在密闭容器中压强及温度对SO₂转化率（利用率）的影响如表：

转化率（%）	0.1MPa	0.5MPa	1.0MPa	10MPa
400℃	99.2%	99.6%	99.7%	99.9%
500℃	93.5%	96.9%	97.8%	99.3%
600℃	73.7%	85.8%	89.5%	96.4%

（1）写出二氧化硫转化为三氧化硫的化学方程式2SO₂+O₂?2SO₃． 根据表中数据可知，生成 SO₃ 的反应属于放热反应（填“放热”或“吸热”． ）
（2）在其他条件不变的情况下，扩大容器体积以减小反应体系的压强，v_正减小 （填“增大”或“减小”，下同），v_逆减小，平衡向逆反应方向移动（选填“正反应”或“逆反应”）．
（3）若容器容积为2L，开始加入SO₂为0.20mol，10s后测得SO₂ 的物质的量为0.16mol，则O₂的平均反应速率为0.001mol（L•S）；若即系通入氧气，则平衡时的SO₂转化率增大（选填“增大”或“减小”）
（4）在 400℃～500℃时，SO₂ 的催化氧化采用常压而不是高压，其主要原因是常压时的转化率较高、高压成本高．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，反应可逆；相同压强下，随温度升高二氧化硫的转化率降低，说明升温平衡逆向移动；
（2）在其他条件不变的情况下，扩大容器体积，各组分浓度减小，平衡向气体体积增大的方向移动；
（3）据v（SO₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$求算二氧化硫的反应速率，则v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（SO₂），增大氧气浓度平衡正向移动，二氧化硫转化率增大；
（4）由表中数据可知，增大压强对SO₂的转化率影响不大，同时增大成本．

解答 解：（1）二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，反应可逆，化学方程式为2SO₂+O₂?2SO₃；相同压强下，随温度升高二氧化硫的转化率降低，说明升温平衡逆向移动，正反应放热，故答案为：2SO₂+O₂?2SO₃；放热；
（2）扩大容器体积，各组分浓度减小，正逆反应速率都减小，平衡向气体体积增大的逆向移动，故答案为：减小；减小；逆反应；
（3）v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（SO₂）=$\frac{1}{2}$×$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{1}{2}×\frac{\frac{0.20mol-0.16mol}{2L}}{10s}$=0.001mol/（L•s），增大氧气浓度平衡正向移动，二氧化硫转化率增大，故答案为：0.001；增大；
（4）由表中数据可知，增大压强对SO₂的转化率影响不大，同时增大成本，故通常采取采用常压而不是高压，故答案为：常压时的转化率较高、高压成本高．

点评 本题考查硫酸工业、影响化学反应速率的因素、化学反应速率的计算等，题目难度不大．