Question

【題目】硫酸工業中SO2轉化為SO3是重要的反應之一，在一定壓強和催化劑作用下在2L密閉容器中充入0.8molSO2和2molO2發生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，SO2的轉化率隨溫度的變化如下表所示：

溫度	450	500	550	600
SO2的轉化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中數據判斷△H________0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）能判斷該反應是否達到平衡狀態的是___________。

A.容器的壓強不變 B.混合氣體的密度不變

C.混合氣體中SO3的濃度不變 D. C（SO2）=C（SO3）

E.V正（SO2）=V正（SO3） F. V正（SO3）=2V逆（O2）

（3）某溫度下經2min反應達到平衡后C（SO2）=0.08mol·L－1。

①0-2min之間，O2的反應速率為____。

②此時的溫度為____℃。

③此溫度下的平衡常數為_____（可用分數表示）。

（4）若將平衡反應混合物的壓強增大（假如體積可變），平衡將_________向移動。

Answer 1

【答案】（1）＜ （2）A C F（3）①0.08mol·L－1·min－1②600 ③400/21 ⑷正

【解析】

試題（1）由表中數據可知，溫度越高SO2的轉化率越低，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，即△H＜0。

（2）A．該反應為氣體分子數減少的可逆反應，對于反應前后體積變化的反應，容器內壓強不再發生變化，說明反應達到平衡狀態，A項正確；B．容器中氣體的密度=m/V，反應前后質量守恒，反應在體積不變的容器中進行，所以氣體的密度始終不變，密度不變不能說明反應達到平衡狀態，B項錯誤；C．達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，反應混合物中，SO3的濃度不再改變，說明反應達到平衡狀態，C項正確；D．濃度相等不能判斷反應達到化學平衡狀態，D項錯誤；E.應該是正逆反應速率之比等于化學計量數之比，才能作為判斷是否達到化學平衡的依據，E項錯誤；F. v正（SO3）: v逆（O2）=2:1,表明正逆反應速率相等是平衡狀態，F項正確；答案選ACF。

（3）①經2min反應達到平衡后c(SO2）=0.08mol·L－1，反應的c(SO2）=(0.8mol÷2L)-0.08mol·L－1=0.32mol·L－1, v（SO2）="0.32mol/L÷2min=0.16" mol·L－1·min－1,根據化學反應速率之比等于化學計量數之比，則v（O2）= v（SO2）÷2=0.08mol·L－1·min－1。

②由①可知，反應的c(SO2)=0.32mol·L－1，則SO2的轉化率為0.32mol/L÷0.4mol/L×100%=80.0%，對照表中數據可知溫度為600℃。

③根據上述分析，平衡時，[SO3]=0.32mol/L,[SO2]=0.08mol/L，[O2]=1mol/L-0.16mol/L=0.84mol/L，則K=[SO3]2÷{[SO2]2×[O2]}=(0.32mol·L－1）2÷{[(0.08mol·L－1）2×0.84 mol·L－1]= 400/21 L·mol－1。

（4）根據增大壓強，平衡向氣體系數和減小的方向移動，即平衡正向移動。