Question

17．I：工業(yè)制硫酸時(shí)，利用接觸氧化反應(yīng)將SO ₂轉(zhuǎn)化為SO₃是一個(gè)關(guān)鍵步驟．
（1）某溫度下，2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．開始時(shí)在10L的密閉容器中加入8.0mol SO₂（g）和20.0 mol O₂（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出394kJ的熱量，該溫度下的平衡常數(shù)K=0.56（mol/L）^-1（保留兩位有效數(shù)字），若升高溫度時(shí)，K將減�。ㄌ睢霸龃蟆�減小或不變”）．
（2）若體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO₂的轉(zhuǎn)化率條件是AC（填字母）．
A．通入氧氣    B．移出氧氣    C．增大壓強(qiáng)    D．減小壓強(qiáng)    E．加入催化劑
（3）根據(jù)下表提供的不同條件下SO₂的轉(zhuǎn)化率（%）的數(shù)據(jù)，試選擇該反應(yīng)的適宜條件
（以V₂O₅作催化劑）溫度450℃；壓強(qiáng)1×10⁵Pa，選擇此壓強(qiáng)的理由再增壓轉(zhuǎn)化率增大不明顯，加大成本

	1×l05 Pa	5×l05 Pa	10×l05 Pa	50×l05 Pa	100×l05 Pa
450℃	97.5	98.9	99.2	99.6	99.7
500℃	85.6	92.9	94.9	97.7	98.3

（4）能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是ACF
A．容器的壓強(qiáng)不變    B．混合氣體的密度不變      C．混合氣體中SO₃的濃度不變
D．c（SO₂）=c（SO₃）   E．v_正（SO₂）=v _正（SO₃）   F．v_正（SO₃）=2v_逆（O₂）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式及放出的熱量可計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積求得平衡常數(shù)，根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響判斷K的變化；
（2）A．可逆反應(yīng)中增加一種反應(yīng)物的濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
B．減小一種反應(yīng)物的濃度可以降低另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
C．增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)；
D．減小壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動(dòng)；
E．加入催化劑，對(duì)平衡沒有影響；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響，在壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響，據(jù)此選擇合適的條件；
（4）根據(jù)正逆反應(yīng)速率相等、各組份的組成不變以及某些外部特征可判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)．

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)2SO₂（g）+O ₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol，當(dāng)放出394kJ的熱量時(shí)，生成SO₃的物質(zhì)的量為394/197×2mol=4mol，所以平衡時(shí)SO₂的濃度為 $\frac{8.0mol-4mol}{10L}$=0.4mol/L，SO₃的濃度為0.4mol/L，O₂的濃度為 $\frac{20mol-2mol}{10L}$=1.8mol/L，所以K=$\frac{0.42}{0.42×1.8}$=0.56，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方程移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，
故答為：0.56；減�。�
（2）A．可逆反應(yīng)中增加一種反應(yīng)物的濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以通入氧氣，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高，故A正確；
B．減小一種反應(yīng)物的濃度可以降低另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以移出氧氣，二氧化硫的轉(zhuǎn)化下降高，故B錯(cuò)誤；
C．該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；
D．減小壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動(dòng)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，故D錯(cuò)誤；
E．加入催化劑，對(duì)平衡沒有影響；
故選AC；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率越高，但增加的幅度不大，在壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高轉(zhuǎn)化率越小，考濾生成成本等因素，所以選擇的條件是450℃，1×10⁵Pa，
故答案為：450℃；1×10⁵Pa；
（4）A．該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，所以容器的壓強(qiáng)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．該反應(yīng)前后氣體質(zhì)量守恒，體積不變，所以混合氣體的密度不變，不能判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．混合氣體中SO₃的濃度不變，則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故C正確；
D．C（SO₂）=C（SO₃），不能說明正逆反應(yīng)速率是否相等，故D錯(cuò)誤；
E．v 正（SO₂）=v 正（SO₃），都是指正反應(yīng)速率，不能確定與逆反應(yīng)的關(guān)系，故E錯(cuò)誤；
F．v 正（SO₃）=2v 逆（O₂），說明正逆反應(yīng)速率相等，所以反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故F正確，
故選：ACF．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的影響因素及平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難度中等，答題時(shí)注意分析表中數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律．