Question

【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，是工業(yè)制硫酸的主要反應(yīng)之一。

(1)該反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示：由圖中曲線(xiàn)變化可知，該反應(yīng)為_____(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后，改變的是圖中的______。

A.ΔH B.E C. ΔH-E D. ΔH+E

(2)在2L絕熱密閉容器中投入2molSO2和bmolO2，如圖是部分反應(yīng)物隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。

①10min時(shí)，v(SO3)=________。

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為_______。

③下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是_______。

A.v(SO3)=v(SO2)

B.混合氣體的密度保持不變

C.t時(shí)刻，體系的溫度不再發(fā)生改變

D.混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變

Answer 1

【答案】放熱 B 0.05mol·L－1·min－1 70% CD

【解析】

(1)由圖中曲線(xiàn)變化可知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后降低活化能，但不能改變反應(yīng)熱；

(2)①由圖可知10min時(shí)生成三氧化硫是1mol，c(SO3)=0.5mol/L，根據(jù)v=來(lái)求反應(yīng)速率，②根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系計(jì)算平衡時(shí)SO2的消耗量，利用轉(zhuǎn)化率定義式可得SO2的平衡轉(zhuǎn)化率；

③根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變判斷平衡狀態(tài)。

(1)由圖中曲線(xiàn)變化可知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后降低活化能，但不能改變反應(yīng)物、生成物的能量，因此不能改變反應(yīng)熱，因此改變的是圖中的E，故合理選項(xiàng)是B；

(2)①由圖可知10min時(shí)生成SO3的物質(zhì)的量是1mol，c(SO3)=1.0mol÷2L=0.5mol/L，v===0.05mol/(Lmin)；

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成SO3的物質(zhì)的量是1.4mol，則根據(jù)方程式中物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知消耗SO2的物質(zhì)的量也是1.4mol，則SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=70%；

③A.v(SO3)=v(SO2)，未指明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；

B.反應(yīng)在恒容密閉容器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)混合物都是氣體，所以混合氣體的密度始終保持不變，，不能據(jù)此反應(yīng)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；

C.絕熱密閉容器中t時(shí)刻，體系的溫度不再發(fā)生改變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，C正確；

D.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，若混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，D正確；

故合理選項(xiàng)是CD。