Question

（15分）在一定條件下，在一容積可變的密閉容器中，將SO₂和O₂混合發(fā)生反應(yīng)：
2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）△H=-92.3KJ/mol
反應(yīng)過程中，SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量（mol）的變化如下表（0～4min時，容器氣體壓強為0.1MPa）：

時間min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	w.9
n（SO2）	2.00	1.92	1.84	1.76	1.76	1.64	1.52	1.40	1.40	1.40
n（O2）	1.00	0.96	0.92	0.88	0.88	0.82	0.76	0.70	0.70	0.70
n（SO3）	w0	0.08	0.16	0.24	0.24	0.36	0.48	0.60	0.60	0.60

回答下列問題：
（1）

 

時段，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)．
（2）第5min時，從同時提高速率和轉(zhuǎn)化率兩個方面分析，改變的外界條件是

 

；平衡向

 

方向移動．（填“正”、“逆”或“不”）
（3）其他條件相同、催化劑不同時，S0₂的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖a．260⁰C

 

 （填Fe₂0₃、Ni0或Cr₂0₃）作催化劑反應(yīng)速率最快．Fe₂O₃和Ni0作催化劑均能使S0₂的轉(zhuǎn)化率達到最高，不考慮價格因素，選擇Fe₂0₃的 主要優(yōu)點是

 

．
（4）科研小組在380⁰C Fe₂0₃作催化劑時，研究了不同投料比n（O₂）：n（SO₂）
對S0₂轉(zhuǎn)化率的影響，結(jié)果如圖b．請在答題卡坐標(biāo)圖中畫出n（O₂）：n（SO₂）=1：2
時，SO₂轉(zhuǎn)化率的預(yù)期變化曲線．

Answer 1

考點：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)物質(zhì)物質(zhì)的量不變判斷反應(yīng)達到的平衡；
（2）依據(jù)第5min時物質(zhì)的物質(zhì)的量變化分析二氧化硫和氧氣物質(zhì)的量減小，三氧化硫物質(zhì)的量增加，平衡正向進行；
（3）根據(jù)圖示內(nèi)容對比260℃時SO₂的轉(zhuǎn)化率來尋找反應(yīng)速率最快，根據(jù)催化劑和二氧化硫轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系來判斷Fe₂O₃作催化劑的優(yōu)點；
（4）分析圖象b知，當(dāng)SO₂的物質(zhì)的量相同時，O₂的物質(zhì)的量越大，達平衡的時間越短，反應(yīng)速率越快，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率越大，以此可畫出n（O₂）：n（SO₂）=1：2時SO₂轉(zhuǎn)化率的預(yù)期變化曲線．

解答： 解：（1）圖表數(shù)據(jù)分析可知在3～4min和7～9min時，二氧化硫、氧氣和三氧化硫物質(zhì)的量不變說明反應(yīng)達到平衡，故答案為：3～4min、7～9min；
（2）第5min時物質(zhì)的物質(zhì)的量變化分析二氧化硫和氧氣物質(zhì)的量減小，三氧化硫物質(zhì)的量增加，平衡正向進行，依據(jù)平衡移動原理分析可知增大壓強平衡正向進行；符合物質(zhì)的量變化；
故答案為：增大壓強；正；　
（3）根據(jù)圖示內(nèi)容，對比260℃時不同催化劑作用下SO₂的轉(zhuǎn)化率，可以看出Cr₂O₃作催化劑時，反應(yīng)速率最快，F(xiàn)e₂O₃和NiO作催化劑均能使SO₂的轉(zhuǎn)化率達到最高，但是Fe₂O₃作催化劑時，在相對較低溫度可獲得較高SO₂的轉(zhuǎn)化率；
故答案為：Cr₂O₃；Fe₂O₃作催化劑時，在相對較低溫度可獲得較高SO₂的轉(zhuǎn)化率；
（4）分析圖象b知，當(dāng)SO₂的物質(zhì)的量相同時，O₂的物質(zhì)的量越大，達平衡的時間越短，反應(yīng)速率越快，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率越大，以此可畫出n（O₂）：n（SO₂）=1：2時SO₂轉(zhuǎn)化率的變化曲線應(yīng)該接近n（O₂）：n（SO₂）=3：2，而且反應(yīng)所用時間較0.5：2時要短，即，
故答案為：．

點評：本題考查了影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素，側(cè)重于催化劑的影響考查，注意對圖象的分析應(yīng)用，題目難度中等．