Question

接觸法制硫酸工藝中，其主反應在450 ℃并有催化劑存在下進行：

2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)　ΔH＝－190 kJ/mol

(1)該反應所用的催化劑是________(填寫化合物名稱)，該反應450 ℃時的平衡常數________500 ℃時的平衡常數(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)該熱化學反應方程式的意義是___________________________________

___________________________________________________________________。

(3)下列說法能表明反應已達平衡狀態(tài)的是________。

a．v(O₂)_正＝2v(SO₃)_逆

b．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化

c．容器中氣體的密度不隨時間而變化

d．容器中氣體的分子總數不隨時間而變化

(4)在一個固定容積為5 L的密閉容器中充入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO₃ 0.18 mol，則v(O₂)＝________mol·(L·min)^－1；若繼續(xù)通入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂，則平衡________移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)，再次達到平衡后，________mol<n(SO₃)<________mol。

Answer 1

【解析】　此題考查了工業(yè)制硫酸、化學平衡常數、熱化學方程式、化學平衡狀態(tài)、有關化學平衡的計算等知識。

(1)工業(yè)制硫酸時二氧化硫催化氧化使用的催化劑是五氧化二釩；該反應正向放熱，故溫度越高化學平衡常數越小；

(2)熱化學方程式表示的是450 ℃時，2 mol SO₂氣體和1 mol O₂完全反應生成2 mol SO₃氣體時放出的熱量為190 kJ；

(3)根據化學平衡狀態(tài)的特征，容器中氣體的平衡相對分子質量不隨時間變化、分子總數不隨時間變化時，說明反應達到平衡狀態(tài)；

(4)當達到平衡時，容器中SO₃的物質的量為0.18 mol，則v(SO₃)＝0.072 mol·(L·min)^－1，則v(O₂)＝0.036 mol(L·min)^－1；再繼續(xù)通入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂時，平衡向正反應方向移動，在此達到平衡時，SO₃的物質的量介于0.36 mol和0.40 mol之間。

【答案】　(1)五氧化二釩(V₂O₅)　大于

(2)在450  ℃時，2 mol SO₂氣體和1 mol O₂氣體完全反應生成2 mol SO₃氣體時放出的熱量為190 kJ

(3)bd　(4)0.036　向正反應方向　0.36　0.40