Question

（1）钒触媒(V₂O₅)能加快SO₂的氧化速率，此过程中SO₂先与V₂O₅反应生成V₂O₄。该过程的化学方程式可表示为__________________________________________。

（2）为测定过程中混合气的SO₂体积分数，选用0.0500 mol/L I₂的标准溶液、淀粉溶液进行测定。已知：V（耗用I₂标准溶液）=10.00 mL，V（采集烟气）=100.0 mL（已折算为标准状况），则烟气中SO₂  的体积分数为_____________________。

（3）一定温度时，SO₂的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图9所示。试分析工业生产中采用常压的原因是____________________。

             图9

（4）在温度相同、体积均为1 L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下。

已知：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   ΔH =-98.3 kJ·mol^-1。

容  器	甲	乙	丙
反应物投入量	2 mol SO2、1 mol O2	2 mol SO3	m mol SO2、n mol O2、 p mol SO3
c(SO3) /mol·L-1	1.4	1.4	1.4
能量变化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
SO2或SO3的转化率	α1	α2	12.5%

 

则：α₁+α₂=_________________，p=________________mol，b+c=_______________kJ 。

 

Answer 1

（1）SO₂+V₂O₅SO₃+V₂O₄（3分）

（2）0.112（3分）

（3）使用常压SO₂就可以达到较高的转化率。（3分）

（4）1（2分）， 1.6（2分），39.32（2分）

解析:（1）根据反应物和生成物可知，方程式为SO₂+V₂O₅SO₃+V₂O₄。

（2）SO₂和碘反应的方程式为SO₂＋I₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HI,所以SO₂的物质的量是0.0500 mol/L×0.01L＝0.0005mol，其体积是0.0005mol×22.4L/mol＝0.0112L，所以烟气中SO₂  的体积分数为。

（3）根据图像可知使用常压SO₂就可以达到较高的转化率，而增大压强会增加生产成本。

（4）根据甲、乙、丙可知平衡均是等效的。甲是反应物开始建立平衡，乙是生成物开始建立平衡，所以SO₂和SO₃的转化率之和是1。丙中SO₃的转化率是0.125，平衡时SO₃的物质的量是1.4mol，所以有p×（1－0.125）＝1.4mol，解得p＝1.6mol。根据反应式可知每消耗2mol三氧化硫，就吸收98.3 kJ热量，丙中消耗的三氧化硫是1.6mol×0.125＝0.2mol，吸热是0.2×98.3kJ/2＝9.83kJ。乙中消耗三氧化硫是0.6mol×98.3 kJ/2＝29.49kJ。所以共吸热29.49kJ＋9.83kJ＝39.32kJ。