Question

硫酸工業(yè)中SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是重要的反應(yīng)之一，在一定壓強(qiáng)和催化劑作用下在2L密閉容器中充入0.8molSO₂和2molO₂發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

加熱

2SO₃（g），SO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下表所示：

溫度°C	450	500	550	600
SO2的轉(zhuǎn)化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的是

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）
（3）某溫度下經(jīng)2min反應(yīng)達(dá)到平衡后C（SO₂）=0.08mol?L^-1．
①0～2min之間，O₂的反應(yīng)速率為

0.08mol?L^-1?min^-1

．
②此時的溫度為

600

℃．
③此溫度下的平衡常數(shù)為

400

21

（可用分?jǐn)?shù)表示）．
（4）若將平衡反應(yīng)混合物的壓強(qiáng)增大（假如體積可變），平衡將

正

向移動．

Answer 1

分析：（1）升高溫度，可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡常數(shù)與溫度變化關(guān)系確定焓變；
（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，據(jù)此解答，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
（3）①根據(jù)SO₂的轉(zhuǎn)化率計算參加反應(yīng)的SO₂的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算反應(yīng)的O₂的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=

△C

△t

計算v（O₂）；
②根據(jù)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率來分析；
③計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計算；
（4）壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減少的方向移動．

解答：解：（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動，根據(jù)表格知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
（2）A．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的物質(zhì)的量減少，壓強(qiáng)減少，容器中壓強(qiáng)不變，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的質(zhì)量不變，容器的體積也不變，密度不變，混合氣體的密度不變，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．混合氣體中SO₃的濃度不變，能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應(yīng)到達(dá)平衡時個物質(zhì)的濃度不變，但不一定C（SO₂）=C（SO₃），所以不能作為達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故D錯誤；      
E．在任何時刻v_正（SO₂）=v_正（SO₃），所以不能作為達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故E錯誤；             
F．v_正（SO₃）=2v_逆（O₂）不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故F正確；
故選：ACF；    
（3）①參加反應(yīng)的SO₂的濃度0.4mol?L^-1-0.08mol?L^-1=0.32mol?L^-1，故參加反應(yīng)的O₂為0.32mol?L^-1×

1

2

=0.16mol?L^-1，故v（O₂）=

0.16mol?L -1

2min

=0.08mol/（L?min），故答案為：0.08mol?L^-1?min^-1；
②二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為

0.32mol?L -1

0.4mol?L -1

×100%=80%，所以此時的溫度為600℃，故答案為：600；
③2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑

加熱

2SO₃（g），
反應(yīng)開始（mol/L）   0.4             1            0   
反應(yīng)（mol/L）       0.32           0.16          0.32              
平衡 （mol/L）      0.08           0.84         0.32
平衡常數(shù)K=

(0.32) 2

(0.08) 2×0.84

=

400

21

，
故答案為：

400

21

；
（4）該反應(yīng)正向是一個氣體體積減少的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，故答案為：正．

點評：本題考查了影響化學(xué)平衡移動的因素、平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算等知識點，注意利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計算．