Question

17．在体积为2L密闭 绝热容器中，将物质的量均为2.00mol的SO₂、O₂混合，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），容器中SO₃的体积分数     
（SO₃%）与体系内的温度变化如图所示曲线：
（1）此反应的正反应为放热反应；
（2）A、B两点正反应速率的大小关系是：v_A＜v_B（填=、＞或＜，）；
（3）时间是10min时温度测得为T₀，以O₂表示T₀对应的平均反应速率$\overline{v}$（O₂）=0.04 mol/（L•s）；
（4）温度T＜T₀时，SO₃%逐渐增大的原因是由图象可知，当温度T＜T₀时反应还没有达到平衡状态，反应还在正向进行，反应物二氧化硫和氧气会逐渐减少，三氧化硫就会逐渐增多；
（5）若B点SO₃的体积分数为40.0%，则SO₂的转化率为66.7%．

Answer 1

分析 由图象可知温度T＜T₀时，反应未达到平衡，向正向移动，SO₃%逐渐增大，温度大于T₀时，温度升高，SO₃%逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，温度升高，反应速率增大，结合三段式计算达平衡时各物质的浓度，并以此计算转化率．

解答 解：（1）温度大于T₀时，温度升高，SO₃%逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热；
（2）温度升高，反应速率增大，则v_A＜v_B，故答案为：＜；
（3）设参加反应的氧气为xmol
         2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始的量：2mol      2mol     0
转化的量：2x         x        2x
平衡的量：2-2x       2-x      2x
SO₃的物质的量分数为50%，所以$\frac{2x}{2-2x+（2-x）+2x}$×100%=50%，所以x=0.8mol，则v（O₂）=$\frac{\frac{n}{\;\;\;\;V\;\;\;\;}}{t}$=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{10s}$=0.04 mol/（L•s），
故答案为：0.04 mol/（L•s）；
（4）由图象可知温度T＜T₀时，反应未达到平衡，向正向移动，反应物二氧化硫和氧气会逐渐减少，三氧化硫就会逐渐增多，SO₃%逐渐增大，
故答案为：由图象可知，当温度T＜T₀时反应还没有达到平衡状态，反应还在正向进行，反应物二氧化硫和氧气会逐渐减少，三氧化硫就会逐渐增多；
（5）设参加反应的氧气为xmol 
        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始的量：2mol   2mol     0
转化的量：2x      x       2x
平衡的量：2-2x   2-x       2x
SO₃的物质的量分数为40%，所以$\frac{2x}{2-2x+（2-x）+2x}$×100%=40%，所以x=$\frac{2}{3}$mol，所以n（SO₂）=2x=$\frac{4}{3}$mol，所以SO₂的转化率为$\frac{\;\;\frac{4}{3}\;\;\;}{2}$×100%=66.7%，
故答案为：66.7%．

点评 本题综合考查化学平衡的计算，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目涉及反应速率的计算，转化率的计算，难度一般，根据有关公式即可求算．