Question

【題目】利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是工業上生產硫酸的關鍵步驟。

（1）T1℃時，在2L密閉容器中充入0.6molSO3，圖1表示SO3物質的量隨時間的變化曲線。

①平衡時，SO3的轉化率為______（保留一位小數）；在T1℃下反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 的平衡常數為____________；若其他條件不變，在8min時壓縮容器的體積至1L，則n(SO3)的變化曲線為_______（填字母）。

②下表為不同溫度(T)下反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H＜0的化學平衡常數（K）：

T/℃	T2	T3
K	20.5	4.68

由此推知，其他條件相同，在T1、T2、T3三種不同溫度下，反應從開始至達到平衡時所需要的時間最長的是 _____________。（填“T1”、“T2”或“T3”）

（2）在體系恒壓的條件下進行反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，原料氣中SO2和O2的物質的量之比（k）不同時，SO2的平衡轉化率與溫度（t）的關系如圖2所示：圖中k1、k2、k3的大小順序為____________。

Answer 1

【答案】 66.7% 2.5 c T2 k1>k2>k3

【解析】(1)在容積為2L密閉容器中充入0.6molSO3，由圖1平衡時SO3物質的量為0.2mol，

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，

起始量(mol)0 0 0.6

變化量(mol) 0.4 0.2 0.4

平衡量(mol) 0.4 0.2 0.2

①SO3的轉化率為=×100%≈66.7%；K===2.5；其他條件不變，在8min時壓縮容器體積至0.5L，平衡向正反應方向移動，n(SO3)變大，即為圖像c，故答案為：66.7%；2.5； c；

②因為反應為放熱反應，溫度越低，平衡越向正反應方向移動，平衡常數越大，所以溫度最低的為K最大的，即T2，故答案為：T2；

(2)相同溫度和壓強下，K越小，氧氣濃度越大，平衡正向移動，則二氧化硫的轉化率越大，則k1＞k2＞k3，故答案為：k1＞k2＞k3。