Question

硫酸工业中SO₂转化为SO₃是重要的反应之一，在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO₂和2molO₂发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g），SO₂的转化率随温度的变化如下表所示：

温度°C	450	500	550	600
SO2的转化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中数据判断△H______0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是______
A．容器的压强不变                    B．混合气体的密度不变
C．混合气体中SO₃的浓度不变          D．C（SO₂）=C（SO₃）
E．v_正（SO₂）=v_正（SO₃）              F．v_正（SO₃）=2v_逆（O₂）
（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO₂）=0.08mol?L^-1．
①0～2min之间，O₂的反应速率为______．
②此时的温度为______℃．
③此温度下的平衡常数为______（可用分数表示）．
（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将______向移动．

Answer 1

【答案】分析：（1）升高温度，可逆反应向吸热反应方向移动，根据平衡常数与温度变化关系确定焓变；
（2）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）①根据SO₂的转化率计算参加反应的SO₂的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算反应的O₂的物质的量，再根据v=计算v（O₂）；
②根据二氧化硫的转化率来分析；
③计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；
（4）压强增大，平衡向气体体积减少的方向移动．
解答：解：（1）升高温度，平衡向吸热方向移动，根据表格知，温度越高，化学平衡常数越小，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
（2）A．随反应进行气体的物质的量减少，压强减少，容器中压强不变，说明到达平衡状态，故A正确；
B．随反应进行气体的质量不变，容器的体积也不变，密度不变，混合气体的密度不变，不能说明到达平衡状态，故B错误；
C．混合气体中SO₃的浓度不变，能说明到达平衡状态，故C正确；
D．反应到达平衡时个物质的浓度不变，但不一定C（SO₂）=C（SO₃），所以不能作为达平衡状态的标志，故D错误；      
E．在任何时刻v_正（SO₂）=v_正（SO₃），所以不能作为达平衡状态的标志，故E错误；             
F．v_正（SO₃）=2v_逆（O₂）不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，说明到达平衡状态，故F正确；
故选：ACF；    
（3）①参加反应的SO₂的浓度0.4mol?L^-1-0.08mol?L^-1=0.32mol?L^-1，故参加反应的O₂为0.32mol?L^-1×=0.16mol?L^-1，故v（O₂）==0.08mol/（L?min），故答案为：0.08mol?L^-1?min^-1；
②二氧化硫的转化率为×100%=80%，所以此时的温度为600℃，故答案为：600；
③2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g），
反应开始（mol/L）   0.4             1            0   
反应（mol/L）       0.32           0.16          0.32              
平衡 （mol/L）      0.08           0.84         0.32
平衡常数K==，
故答案为：；
（4）该反应正向是一个气体体积减少的反应，所以压强增大，平衡向正反应方向移动，故答案为：正．
点评：本题考查了影响化学平衡移动的因素、平衡状态的判断、反应速率的计算、平衡常数的计算等知识点，注意利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算．