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）△H=-190kJ?mo1^-1
（1）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO₂和0.10molO₂，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO₃0.18mol，則v（O₂）=

 

 mol?L^-1?min^-1
（2）下列條件的改變能加快其反應速率的是

 

  （選填序號）
①升高溫度                              
②保持體積不變，只增加氧氣的質量
③保持體積不變，充入Ne使體系壓強增大  
④保持壓強不變，充入Ne使容器的體積增大
（3）下列描述中能說明上述（1）反應已達平衡的是

 

  （選填序號）
①v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆    
②SO₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2
③單位時間內生成2n molSO₂的同時生成2n mol SO₃ 
④容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
⑤容器中氣體的密度不隨時間而變化        
⑥容器中氣體壓強不隨時間而變化
（4）在相同條件下發生上述反應，若要得到380kJ熱量，則加入各物質的物質的量可能是

 

．
A．4mo1SO₂和2mol O₂  B．6mol SO₂和6mo1O₂   C．4mol SO₂和4mo1O₂  D．6mo1SO₂和4mo1O₂．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學反應速率的影響因素,化學平衡狀態的判斷

專題：

分析：（1）化學反應速率的定義求出氧氣的速率；
（2）根據影響化學反應速率的因素判斷，升溫、加壓、增大濃度、加入催化劑反應速率加快；
（3）根據化學平衡狀態的標志：正反應速率等于逆反應速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷；
（4）2molSO₂完全反應放出190kJ的熱量，則要得到380kJ熱量，則4molSO₂完全反應，注意可逆反應的特點分析．

解答： 解：（1）當生成0.18molSO₃時，參加反應的氧氣的物質的量為x，
2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃
     1        2
     x     0.18mol
x=0.09mol
v（O₂）=

0.09mol

5L×0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
故答案為：0.036；
（2）①升高溫度，反應速率加快，故選；
②保持體積不變，只增加氧氣的質量，氧氣的濃度增大，反應速率加快，故選；
③保持體積不變，充入Ne使體系壓強增大，各組分的濃度不變，反應速率不變，故不選；
④保持壓強不變，充入Ne使容器的體積增大，各組分的濃度變小，反應速率減慢，故不選；
故答案為：①②；
（3）①速與化學方程式計量數之比率之比為正反應速率之比，v_正（O₂）=2v_逆（SO₃）不符合速率之比，不能判斷是否達到平衡，故不選；
②SO₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2，與轉化率、起始濃度有關，不能判斷平衡狀態，故不選；
③單位時間內生成2n molSO₂的同時生成2n mol SO₃，SO₂和SO₃ 的正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故選；
④容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化，說明平衡混合物中各組成成分含量不變，反應達到平衡狀態，故選；
⑤容器中氣體的密度不隨時間而變化，氣體的密度ρ=

m

V

，根據質量守恒定律，反應過程中氣體的總質量不變，容器體積不變，氣體的密度不會發生變化，故容器中氣體的密度不隨時間而變化，不能判斷反應是否達到平衡，故不選；
⑥反應是一個氣體體積變小的反應，容器中氣體壓強不隨時間而變化，說明各組分的濃度不再變化，反應達到平衡狀態，故選；
故答案為：③④⑥；
（4）2molSO₂完全反應放出190kJ的熱量，則要得到380kJ熱量，則4molSO₂完全反應，因反應為可逆反應，不能完全轉化，則同時滿足n（SO₂）＞4，n（O₂）＞2即可，顯然只有BD符合，故答案為：BD．

點評：本題考查較綜合，涉及化學反應速率計算、化學平衡狀態判定、反應速率影響因素、化學平衡計算及能量轉化，綜合性較強，題目難度中等，側重分析能力、計算能力的考查．