Question

【題目】硫酸是重要的化工原料，生產(chǎn)過程中SO2催化氧化生成SO3的化學(xué)反應(yīng)為：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。

(1)實驗測得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，請根據(jù)下表信息，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是__。

SO2壓強(qiáng) 轉(zhuǎn)化率 溫度	1個大氣壓	5個大氣壓	10個大氣壓	15個大氣壓
400℃	0.9961	0.9972	0.9984	0.9988
500℃	0.9675	0.9767	0.9852	0.9894
600℃	0.8520	0.8897	0.9276	0.9468

(2)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2(g)平衡濃度比原來減小的是__（填字母）。

A．保持溫度和容器體積不變，充入1molO2(g)

B．保持溫度和容器體積不變，充入2molSO3(g)

C．降低溫度

D．在其他條件不變時，減小容器的容積

(3)某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示。2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)__K(B)（填“>”、“<”或“=”），B點的化學(xué)平衡常數(shù)是__。

(4)在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO2和0.10molO2，t1時刻達(dá)到平衡，測得容器中含SO30.18mol。

①tl時刻達(dá)到平衡后，改變一個條件使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件是__。

A．體積不變，向容器中通入少量O2

B．體積不變，向容器中通入少量SO2

C．縮小容體積

D．升高溫度

E．體積不變，向容器中通入少量氮氣

②若繼續(xù)通入0.20molSO2和0.10molO2，則平衡__移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)，再次達(dá)到平衡后，_mol<n(SO3)<_mol。

Answer 1

【答案】1個大氣壓和400℃ A、C = 800 C 正向 0.36 0.4

【解析】

(1)從表中可以看出，壓強(qiáng)越大，SO2的轉(zhuǎn)化率越大，但變化不大；溫度越高，轉(zhuǎn)化率越小。綜合以上分析，應(yīng)選擇低溫低壓。

(2)A．保持溫度和容器體積不變，充入1molO2(g)，平衡正向移動，SO2(g)平衡濃度減��；

B．保持溫度和容器體積不變，充入2molSO3(g)，平衡逆向移動，SO2(g)平衡濃度增大；

C．降低溫度，平衡正向移動，SO2(g)平衡濃度減小；

D．在其他條件不變時，減小容器的容積，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，SO2(g)平衡濃度增大。

(3)溫度一定時，平衡常數(shù)不變，由此得出A、B兩點平衡常數(shù)K(A)與K(B)的關(guān)系，因為給定壓強(qiáng)為0.10MPa，是A點的壓強(qiáng)，所以應(yīng)用A點的轉(zhuǎn)化率計算化學(xué)平衡常數(shù)。

(4)在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO2和0.10molO2，t1時刻達(dá)到平衡，測得容器中含SO30.18mol。

①A．體積不變，向容器中通入少量O2，v正增大，v逆不變；

B．體積不變，向容器中通入少量SO2，v正增大，v逆不變；

C．縮小容器體積，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，v正增大，v逆增大，但v正增大更多；

D．升高溫度，平衡逆向移動，v正增大，v逆增大，但 v逆增大更多；

E．體積不變，向容器中通入少量氮氣，平衡不發(fā)生移動，v正不變，v逆不變。

②若繼續(xù)通入0.20molSO2和0.10molO2，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，再次達(dá)到平衡后，n(SO3)應(yīng)比原平衡時濃度的二倍要大，但比反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化要小。

(1)從表中可以看出，壓強(qiáng)越大，SO2的轉(zhuǎn)化率越大，但變化不大；溫度越高，轉(zhuǎn)化率越小。綜合以上分析，應(yīng)選擇低溫低壓，故應(yīng)選擇1個大氣壓和400℃。答案為：1個大氣壓和400℃；

(2)A．保持溫度和容器體積不變，充入1molO2(g)，平衡正向移動，SO2(g)平衡濃度減小，A符合題意；

B．保持溫度和容器體積不變，充入2molSO3(g)，平衡逆向移動，SO2(g)平衡濃度增大，B不合題意；

C．降低溫度，平衡正向移動，SO2(g)平衡濃度減小，C符合題意；

D．在其他條件不變時，減小容器的容積，相當(dāng)于加壓，雖然平衡正向移動，但SO2(g)平衡濃度仍比原平衡時大，D不合題意；

故選AC；

(3)溫度一定時，平衡常數(shù)不變，由此得出A、B兩點平衡常數(shù)K(A)=K(B)，因為給定壓強(qiáng)為0.10MPa，是A點的壓強(qiáng)，所以應(yīng)用A點的轉(zhuǎn)化率計算化學(xué)平衡常數(shù)，從而建立以下三段式：

K==800。答案為：=；800；

(4)①A．體積不變，向容器中通入少量O2，v正增大，v逆不變，A不合題意；

B．體積不變，向容器中通入少量SO2，v正增大，v逆不變，B不合題意；

C．縮小容器體積，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，v正增大，v逆增大，但v正增大更多，C符合題意；

D．升高溫度，平衡逆向移動，v正增大，v逆增大，但 v逆增大更多，D不合題意；

E．體積不變，向容器中通入少量氮氣，平衡不發(fā)生移動，v正不變，v逆不變，E不合題意；

故選C；

②若繼續(xù)通入0.20molSO2和0.10molO2，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，再次達(dá)到平衡后，n(SO3)應(yīng)比原平衡時濃度的二倍要大，即n(SO3)>0.36mol，但比反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化要小，即n(SO3)<0.4mol。答案為：正向；0.36mol；0.4mol。