Question

20．接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進(jìn)行：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）  且生成2molSO₃同時(shí)放出190kJ的熱量．現(xiàn)在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO₂和0.10molO₂，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含SO₃0.18mol．求：
（1）v（O₂）=0.036 mol•L^-1•min^-1，放出的熱量＜19kJ（填“等于”、“大于”或“小于”）
（2）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是③④（選填序號(hào)）
①v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆
②SO₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2
③單位時(shí)間內(nèi)生成2n molSO₂的同時(shí)生成2n mol SO₃
④容器中氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化
⑤容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化．

Answer 1

分析 （1）生成0.18molSO₃反應(yīng)掉O₂0.036mol，據(jù)v=$\frac{\frac{△c}{V}}{△t}$計(jì)算，生成2molSO₃同時(shí)放出190kJ的熱量，生成SO₃0.18mol放熱$\frac{0.18}{2}×190KJ$；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷．

解答 解：（1）生成0.18molSO₃反應(yīng)掉O₂0.036mol，v=$\frac{\frac{△c}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.036mol}{5L}}{0.5min}$=0.036 mol/（L•min），生成2molSO₃同時(shí)放出190kJ的熱量，生成SO₃0.18mol放熱$\frac{0.18}{2}×190KJ$=17.1KJ＜19KJ，故答案為：0.036；＜；
（2）①化學(xué)方程式的系數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比，V（O₂）_正=2V（SO₃）_逆，均為正反應(yīng)速率，不能判斷是否達(dá)到平衡明反應(yīng)得到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
②平衡時(shí)各組分濃度之比與加入物質(zhì)的多少和反應(yīng)程度有關(guān)，與平衡狀態(tài)無關(guān)，故錯(cuò)誤；
③單位時(shí)間內(nèi)生成2n molSO₂的同時(shí)生成2n mol SO₃，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
④該反應(yīng)為氣體的分子總數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化時(shí)，平衡混合物中各組成成分含量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確
⑤容器中氣體的密度=$\frac{m}{V}$，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，反應(yīng)在體積不變的容器中進(jìn)行，所以氣體的密度始終不變，故錯(cuò)誤；
故答案為：③④．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度不大，注意應(yīng)加強(qiáng)平時(shí)知識(shí)的積累．