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18.空气质量日报中有一项重要检测指标是SO2的含量,结合所学知识回答下列问题.工业制硫酸的过程中,SO2催化氧化的原理:2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g)△H<0
(1)某温度下,测得SO2(g)的平衡转化率(α)与体系总压强( p )的关系如上图所示.a、b两点对应的平衡常数K(a)= K(b) (填“>”“<”或“=”,下同)SO3浓度c(a)<c(b) c点,反应速率υ(正)<υ(逆).
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行,反应得到如下表中的两组数据:
实验编号温度/℃起始量/mol平衡量/mol
SO2O2SO2O2
1T142x0.8
2T2420.4y
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,用去时间t 分钟,则υ(SO2)表示的反应速率为$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1 ,②温度T1大于T2的理由是反应放热,温度升高,平衡向左移动,反应物转化率低.

分析 (1)温度相同,平衡常数相同,反应2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g),正反应是气体体积减少的反应,所以增大压强,平衡正向移动,三氧化硫的浓度变大;c点在对应的压强下最终要达平衡状态,所以二氧化硫的转化率减小,反应逆向进行;
(2)先求出O2的化学平衡时,再求出v(SO2)的反应速率,反应速率之比等于化学计量数之比;
根据平衡移动原理以及生成物的浓度可知:T1>T2.

解答 解:(1)温度相同,平衡常数相同,反应2SO2(g)+O2(g)$?_{△}^{催化剂}$2SO3(g),正反应是气体体积减少的反应,所以增大压强,平衡正向移动,三氧化硫的浓度变大,所以c(a)小于 (b);c点在对应的压强下最终要达平衡状态,所以二氧化硫的转化率减小,反应逆向进行,所以υ(正)<υ(逆),故答案为:=;<;<;
(2)①由表中数据,v(O2)=$\frac{\frac{2mol-0.8mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{1.2}{2t}$ mol•L-1•min-1;     
根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(SO2)=2v(O2)=2×$\frac{1.2}{2t}$mol•L-1•min-1=$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1,故答案为:$\frac{1.2}{t}$mol•L-1•min-1 ;
②实验2中,n(SO2)参加?(4-0.4)mol=3.6mol     
 n(O2)消耗=0.5n(SO2)=1.8mol     
平衡时n(O2)=(2-1.8)mol=0.2mol,而实验1中n(O2)=0.8mol 而开始时反应物的起始量相等,实验1到实验2的过程,相当于平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,降温能使平衡向正反应方向移动,即T1>T2,故答案为:反应放热,温度升高,平衡向左移动,反应物转化率低.

点评 本题涉及的知识点较多,关键要掌握有关可逆反应的计算、化学平衡移动原理以及图象的分析和解答等,有一定的难度.

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