Question

【題目】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) + 190 kJ

(1)該反應的平衡常數表達式K =___________，該反應450℃時的平衡常數_________500℃時的平衡常數(填“＞”“＜”或“=”)。

(2)在一個固定容積為5L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)

(3)請寫出提高SO2轉化率的兩種方法__________________、___________________。

(4)根據反應方程式，請在圖中，繪制反應方向箭頭，并在合適位置標明物質與熱量 ___________。

(5)將SO2與SO3的混合氣體持續通入一定量的NaOH溶液中，產物中某離子的物質的量濃度與通入氣體的體積有如圖所示關系，該離子是______________。

Answer 1

【答案】k = [SO3]2 / [O2][SO2]2 ＞ 0.036 mol/(L·min) 加壓 降溫 HSO3—

【解析】

（1）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) + 190 kJ ，該反應的平衡常數表達式k = [SO3]2 / [O2][SO2]2，該反應的正反應是放熱反應，升溫平衡向逆反應方向移動。

（2）根據三段式解答。

（3）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) + 190 kJ，該反應的正反應是放熱反應，正反應是氣體體積減小的反應，故提高SO2轉化率可以加壓和降溫。

（4）該反應的正反應是放熱反應，即反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量。

（5）該過程發生的離子方程式有：SO3+2OH-=SO42-+H2O，SO2+2OH-= SO32-+ H2O，SO2+ SO32-+ H2O=2HSO3-，HSO3-+ OH-= SO32-+ H2O。

（1）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) + 190 kJ ，該反應的平衡常數表達式k = [SO3]2 / [O2][SO2]2，該反應的正反應是放熱反應，升溫平衡向逆反應方向移動，故450℃時的平衡常數比500℃時的平衡常數大，故答案為：k = [SO3]2 / [O2][SO2]2；＞。

（2） 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)

起始（mol） 0.20 0.10 0

轉化（mol） 0.18 0.09 0.18

平衡（mol） 0.02 0.01 0.18

v(O2) =（0.09mol/5L）/0.5min=0.036 mol/(L·min)，故答案為：0.036 mol/(L·min)。

（3）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) + 190 kJ，該反應的正反應是放熱反應，正反應是氣體體積減小的反應，故提高SO2轉化率可以加壓和降溫，故答案為：加壓；降溫。

（4）該反應的正反應是放熱反應，即反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，

，故答案為：。

（5）根據圖像可知，該過程發生的離子方程式有：

SO3+2OH-=SO42-+H2O，SO2+2OH-= SO32-+ H2O，SO2+ SO32-+ H2O=2HSO3-，HSO3-+ OH-= SO32-+ H2O，該離子是HSO3—，故答案為：HSO3—。