Question

下表是在0.1MPa下，不同温度时，二氧化硫催化氧化成三氧化硫的平衡转化率（原料气成分的体积分数：SO₂7%，O₂11%，N₂82%）：

温度/℃	400	450	475	500	525	575
转化率/%	99.2	97.5	95.8	93.5	90.5	79.9

请回答下列问题：
（1）根据表中信息可知，该可逆反应正反应的△H

 

0（填写“＞”、“＜”、“=”）．
理由是

 

．
（2）下列措施既能加快该反应的速率，又能提高二氧化硫转化率的是

 

A．选用更有效的催化剂B．充入更多的氧气
C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积
（3）为了探究O₂的体积分数及压强对SO₃含量的影响，某同学在同一密闭容器中进行下列三组实验．

实验 编号	压强（MPa）	SO2初始体积分数 （%）	O2初始体积分数 （%）	N2初始体积分数 （%）
Ⅰ	0.1	7%	11%	82%
Ⅱ	①	7%	15%	②
Ⅲ	0.5	③	15%	④

请完成上表中①、②、③、④的实验数据．并在右面的坐标图中，画出Ⅰ、Ⅲ实验时混合气体中SO₃的体积分数随时间变化的曲线图，注意标明各曲线的实验编号．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,体积百分含量随温度、压强变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）由表中数据可知，温度越高，二氧化硫的转化率越低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动；
（2）A．选用更有效的催化剂，加快反应速率，不影响平衡移动；
B．充入更多的氧气，反应速率加快，有利于平衡向正反应方向移动；
C．降低反应体系的温度，反应速率降低，平衡向放热反应方向移动，结合反应热效应判断；
D．缩小容器的体积，压强增大，反应速率增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
（3）实验目的是：为了探究O₂的体积分数及压强对SO₃含量的影响，应采取控制变量法进行实验：
对比Ⅰ、Ⅱ可知，O₂初始体积分数不同，应是探究O₂的体积分数对SO₃含量的影响，两组中压强、氮气的体积分数应相同；
对比Ⅱ、Ⅲ可知．O₂初始体积分数相同，应是探究压强对SO₃含量的影响，两组中SO₂、N₂的初始体积分数应相同；
实验Ⅰ与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ中氧气的体积分数小，氧气的浓度小，反应速率较慢，到达平衡时间较实验Ⅱ长，不利于平衡向正反应进行，平衡时SO₃含量较实验Ⅱ中低；
Ⅲ与实验Ⅱ相比，实验Ⅲ中压强高，反应速率快，到达平衡时间段，压强大，有利于平衡向正反应进行，平衡时SO₃含量较实验Ⅱ中高．

解答： 解：（1）由表中数据可知，升高温度，二氧化硫的转化率越低，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；升高温度，二氧化硫的转化率越低，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应；
（2）A．选用更有效的催化剂，加快反应速率，不影响平衡移动，二氧化硫转化率不变，故A错误；
B．充入更多的氧气，反应速率加快，有利于平衡向正反应方向移动，二氧化硫转化率增大，故B正确；
C．正反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡向正反应方向移动，二氧化硫转化率增大，但反应速率降低，故C错误；
D．缩小容器的体积，压强增大，反应速率加快，正反应为气体体积减小的反应，平衡向正反应方向移动，二氧化硫转化率增大，故D正确，
故答案为：BD；
（3）实验目的是：为了探究O₂的体积分数及压强对SO₃含量的影响，应采取控制变量法进行实验：
对比Ⅰ、Ⅱ可知，O₂初始体积分数不同，应是探究O₂的体积分数对SO₃含量的影响，两组中压强、氮气的体积分数应相同，故①=0.1、②=82%；
对比Ⅱ、Ⅲ可知．O₂初始体积分数相同，应是探究压强对SO₃含量的影响，两组中SO₂、N₂的初始体积分数应相同，故③=7%、④=82%；
实验Ⅰ与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ中氧气的体积分数小，氧气的浓度小，反应速率较慢，到达平衡时间较实验Ⅱ长，不利于平衡向正反应进行，平衡时SO₃含量较实验Ⅱ中低；Ⅲ与实验Ⅱ相比，实验Ⅲ中压强高，反应速率快，到达平衡时间段，压强大，有利于平衡向正反应进行，平衡时SO₃含量较实验Ⅱ中高，故Ⅰ、Ⅲ实验时混合气体中SO₃的体积分数随时间变化的曲线图为：，
故答案为：①=0.1；②=82%；③=7%；④=82%；．

点评：本题考查化学平衡及反应速率影响因素、控制变量法探究外界条件对物质转化率的影响等，难度中等，（3）中注意根据控制变量法进行分析解答，作图时注意到达平衡时间与三氧化硫的含量．