Question

【題目】硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工業(yè)制硫酸的重要反應(yīng)之一。

（1）將0.050 mol SO2和0.030 mol O2放入容積為1 L的密閉容器中，反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）在一定條件下達(dá)到平衡，測(cè)得c（SO3）=0.040 mol／L。

①?gòu)钠胶饨嵌确治霾捎眠^(guò)量O2的目的是________________________；

②計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________________________。

③已知：K（300℃）>K（350℃），該反應(yīng)是________熱反應(yīng)。若反應(yīng)溫度升高，SO2的轉(zhuǎn)化率________ （填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖1所示。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）_____K（B）（填“>”、“<”或“=”，下同）。

（3）如圖2所示，保持溫度不變，將2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中，將4 mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移動(dòng)。此時(shí)控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍。

①若移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，達(dá)到新平衡時(shí)，SO3的體積分?jǐn)?shù)甲______乙。

②若保持乙中壓強(qiáng)不變，向甲、乙容器中通入等質(zhì)量的氦氣，達(dá)到新平衡時(shí)，SO3的體積分?jǐn)?shù)甲_______乙。

Answer 1

【答案】 提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率 1600 放熱 減小 = < >

【解析】（1）①加入過(guò)量的氧氣的目的是使平衡正向移動(dòng)，提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。

② 2SO2（g）+ O2（g） 2SO3（g）

起始： 0.05 0.03 0

反應(yīng)： 0.04 0.02 0.04

平衡： 0.01 0.01 0.04

所以K＝0.042/(0.042×0.01)＝1600。

③K（300℃）>K（350℃），即溫度升高K值減小，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小。

（2）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以平衡常數(shù)K（A）＝ K（B）。

（3）①根據(jù)等效平衡原理，乙中加入4molSO3就相當(dāng)于加入4molSO2和2molO2，移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，可以認(rèn)為是甲、乙恒容且體積相等，即初始濃度乙是甲的2倍。恒容下，所有反應(yīng)物同時(shí)同等比例增大濃度，體積分?jǐn)?shù)的變化相當(dāng)于未增加反應(yīng)物，直接減小體積增大壓強(qiáng)。即從甲變?yōu)橐蚁喈?dāng)于增大壓強(qiáng)。因?yàn)樵龃髩簭?qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以SO3的體積分?jǐn)?shù)增大，即移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，達(dá)到新平衡時(shí)，SO3的體積分?jǐn)?shù)甲＜乙。

②第一次達(dá)平衡時(shí)，甲、乙中SO3的體積分?jǐn)?shù)一定相等（乙的投料量是甲2倍，但是體積也是甲2倍），甲恒容，通入稀有氣體，平衡不移動(dòng)。乙恒壓，通入稀有氣體，P向右移動(dòng)，相當(dāng)于增大體積減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，SO3的體積分?jǐn)?shù)減小。因此，保持乙中壓強(qiáng)不變，向甲、乙容器中通入等質(zhì)量的氦氣，達(dá)到新平衡時(shí)，SO3的體積分?jǐn)?shù)甲＞乙。