Question

（1）二氧化硫的催化氧化的過程如圖1所示，

其中a、c二步的化學(xué)方程式可表示為：SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄
4VOSO₄+O₂?2V₂O₅+4SO₃．
該反應(yīng)的催化劑是

 

（寫化學(xué)式）
（2）550℃時(shí)，SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖2所示．將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于5L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10M Pa．試計(jì)算反應(yīng)2SO₃?2SO₂+O₂ 在550℃時(shí)的平衡常數(shù)K=

 

．
（3）550℃時(shí)，將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于5L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，下列措施中能使

n(SO3)

n(SO2)

增大的是

 

A．升高溫度      B．充入He（g），使體系總壓強(qiáng)增大
C．再充入2mol SO₂和1mol O₂       D．再充入1mol SO₂和1mol O₂
（4）維持溫度不變條件下使之發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂+O₂?2SO₃，有兩只密閉容器A和B．A容器有一個(gè)可以移動(dòng)的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器能保持恒容．起始時(shí)向這兩個(gè)容器中分別充入等物質(zhì)的量的體積比為2：1的SO₂和O₂的混合氣體，并使A和B容積相等（如圖3所示）．
試填寫下列空格：
A容器達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間比B容器

 

（填：“短”或“長”）；平衡時(shí)A容器中SO₂的轉(zhuǎn)化率比B容器

 

（填：“大”或“小”）；達(dá)到所述平衡后，若向兩容器中通入等物質(zhì)的量的原反應(yīng)氣體，達(dá)到平衡時(shí)，A容器的混合氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同）；B容器的混合氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的調(diào)控作用

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）二步的化學(xué)方程式可表示為：SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄，4VOSO₄+O₂?2V₂O₅+4SO₃，過程分析可知催化劑室改變反應(yīng)速率參與反應(yīng)過程，但化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡計(jì)算的三段式進(jìn)行計(jì)算，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算；
（3）依據(jù)條件改變和化學(xué)平衡移動(dòng)方向分析判斷選項(xiàng)；
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率越快，到達(dá)平衡的時(shí)間越短；利用等效平衡來判斷平衡移動(dòng)來解答；根據(jù)容器中的壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響；根據(jù)濃度對化學(xué)平衡的影響，求出平衡移動(dòng)后SO₃的體積分?jǐn)?shù)

解答： 解：（1）依據(jù)圖1中的轉(zhuǎn)化關(guān)系和化學(xué)方程式分析，V₂O₅參與反應(yīng)先做氧化劑把二氧化硫氧化為三氧化硫，本身被還原為圖中產(chǎn)物V₂O₄；根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)寫出并配平a步化學(xué)方程式SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄；C是VOSO₄轉(zhuǎn)化為SO₃，此過程需要重新生成催化劑V₂O₅，故答案為：V₂O₅；
（2）體系總壓強(qiáng)為0.10M Pa，此時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為80%
               2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃
起始量（mol）  2      1          0
變化量 （mol）2×0.8  0.8    2×0.8
平衡量 （mol） 0.4   0.2        1.6
平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為：[SO₂]=0.08mol/L，[O₂]=0.04mol/L，[SO₃]=0.32mol/L 代入平衡常數(shù)的計(jì)算式得到
平衡常數(shù)K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.322

0.082×0.04

=400 L?mol^-1，
則反應(yīng)2SO₃?2SO₂+O₂ 在550℃時(shí)的平衡常數(shù)K=

1

400

=2.5×10^-3 ；
故答案為：2.5×10^-3；
（3）2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析；
A．升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，

n(SO3)

n(SO2)

比值減小，故A不符合；      
B．充入He（g），使體系總壓強(qiáng)增大，分壓不變，平衡不動(dòng)，

n(SO3)

n(SO2)

比值不變，故B不符合；
C．再充入2mol SO₂和1mol O₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，

n(SO3)

n(SO2)

比值增大，故C符合；
 D．再充入1mol SO₂和1mol O₂，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，

n(SO3)

n(SO2)

比值增大，故D符合；
故答案為：故CD；
（4）因A容器保持恒壓，反應(yīng)過程中體積變小，濃度增大，根據(jù)濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，所以達(dá)到平衡所需時(shí)間A比B短，若A容器保持恒容，兩容器建立的平衡等效，而實(shí)際上A容器體積減少，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以A中SO₂的轉(zhuǎn)化率比B大；平衡后，向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體，達(dá)到平衡后，A中建立的平衡與原平衡等效，所以SO₃的體積分?jǐn)?shù)不變，B容器中建立的平衡相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，B容器中SO₃的體積分?jǐn)?shù)增大；
故答案為：短；大； 不變；增大．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的影響因素，催化劑作用分析，平衡常數(shù)計(jì)算應(yīng)用，題目難度不大，注意計(jì)較兩容器的不同狀態(tài)，從壓強(qiáng)對平衡移動(dòng)的影響角度分析．