Question

7．运用化学原理研究元素及其化合物的反应有重要意义．
（1）硫酸生产中SO₂催化氧化生成SO₃的反应为：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反应混合体系中SO₃的平衡百分含量和温度的关系如图所示，据此回答下列问题：
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，正反应速率减小（填“增大”“减小”或“不变”）；平衡的移动方向是逆向（填“正向”或“逆向”）．
②温度为T₁时反应进行到状态D时，平衡的移动方向是正向（填“正向”或“逆向”）．
（2）工业生产中既要生产合格的产品，又要考虑生产过程的经济效益．
①为了提高成本较高的SO₂的利用率，可采取的措施有bce．
a．升高温度                                         b．降低温度          c．增大n（O₂）与 n（SO₂）之比
d．减小n（O₂）与 n（SO₂）之比        e．增大压强            f．减小压强
②实际生产中选择的条件是常压下，按n（SO₂）与 n（O₂）之比为1：1.6投料，简述选择这一条件的理由增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，且对设备要求更高，导致增加成本，所以SO₂的催化氧化采用常压而不是高压；增大氧气浓度从而提高二氧化硫的转化率．

Answer 1

分析 （1）①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，容器体积增大，则反应物和生成物分压减小，减小压强正逆反应速率都减小，平衡向气体体积增大的方向移动；
②温度为T₁时反应进行到状态D时，该温度下要使该反应达到平衡状态，需要三氧化硫含量增大才能实现；
（2）①为了提高SO₂的利用率，应该使平衡正向移动，但不能通过增大二氧化硫浓度实现；
②增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，且对设备要求更高，导致增加成本，增大氧气物质的量能提高二氧化硫转化率．

解答 解：（1）①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，容器体积增大，则反应物和生成物分压减小，减小压强正逆反应速率都减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即向逆反应方向移动，
故答案为：减小；逆向；
②温度为T₁时反应进行到状态D时，该温度下要使该反应达到平衡状态，需要三氧化硫含量增大才能实现，平衡正向移动，故答案为：正向；
（2）①a．升高温度，三氧化硫含量降低，说明平衡逆向移动，不能提高二氧化硫利用率，故错误；                                        
b．降低温度，三氧化硫含量增大，平衡正向移动，提高二氧化硫利用率，故正确；          
c．增大n（O₂）与 n（SO₂）之比，平衡正向移动，提高二氧化硫利用率，故正确；
d．减小n（O₂）与 n（SO₂）之比，平衡逆向移动，不能提高二氧化硫利用率，故错误；        
e．增大压强，平衡正向移动，提高二氧化硫利用率，故正确；           
f．减小压强，平衡逆向移动，降低二氧化硫利用率，故错误；
故选bce；
②增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，且对设备要求更高，导致增加成本，所以采用常压；增大氧气物质的量能提高二氧化硫转化率，所以采用n（SO₂）与 n（O₂）之比为1：1.6投料，
故答案为：增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，且对设备要求更高，导致增加成本，所以SO₂的催化氧化采用常压而不是高压；增大氧气浓度从而提高二氧化硫的转化率．

点评 本题考查化学平衡移动影响因素，为高频考点，侧重考查学生分析判断能力，明确浓度、温度、压强对化学平衡移动影响原理是解本题关键，注意恒温恒容条件下充入稀有气体、恒温恒压条件下充入稀有气体区别，题目难度不大．