Question

硫酸工業(yè)中接觸氧化是最重要的一個(gè)反應(yīng)：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H= -197kJ/mol。為了研究這一反應(yīng)，在體積為2L的密閉容積中，投入2mol SO2，1molO2，然后控制反應(yīng)溫度，在反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)加入一定的催化劑，測(cè)定并記錄一定時(shí)間內(nèi)容器內(nèi)SO3的物質(zhì)的量，得到下表：

時(shí)間/min	10	20	30	40	50
N（SO3）/mol	0.4	0.6	1.2	1.6	1.6

（1）反應(yīng)前10 min，用O2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（O2）= 。

（2）該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。

（3）在反應(yīng)進(jìn)行至50min時(shí)，再向容器中充入2molSO2和1molO2，達(dá)到新平衡后，SO2的轉(zhuǎn)化率將 。（填“增大”、“減小”或“不變”）

（4）保持溫度不變，若在該容器中只投入2mol SO3，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)吸收的熱量為 kJ。

 

Answer 1

（1）0.01mol/(L·min） (2)160 (3)增大 (4)39.4

【解析】

試題解析：（1）反應(yīng)前10 min，用SO3表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（SO2）====0.02mol/(L·min），利用速率之比等于計(jì)量系數(shù)比可知，v（O2）=v（SO2）=0.01mol/(L·min）；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，40分鐘達(dá)到平衡，則可逆反應(yīng)： 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

起始濃度（mol/L) ： 1 0.5 0

變化濃度（mol/L) ：0.8 0.4 0.8

平衡濃度（mol/L) ：0.2 0.1 0.8

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K===160；（3）在反應(yīng)進(jìn)行至50min時(shí)，再向容器中充入2molSO2和1molO2，在體積不變的條件下，物質(zhì)的量同時(shí)擴(kuò)大1倍，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新平衡后，SO2的轉(zhuǎn)化率將增大；（4）保持溫度不變，若在該容器中只投入2mol SO3，與上述可逆反應(yīng)相比較，相當(dāng)于由逆反應(yīng)建立平衡，兩者是等效的，達(dá)平衡時(shí) SO3的濃度為0.8mol/L，轉(zhuǎn)化的濃度=1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，則SO3的轉(zhuǎn)化率==20%，反應(yīng)吸收的熱量為197kJ/mol×20%=39.4KJ。

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡