Question

(16分) 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＝－190kJ·mol^－1

 (1)該熱化學反應方程式的意義是_______________________________________________

升高溫度上述反應平衡常數____（填“變大”“變小”或“不變”）。

(2)下列描述中能說明上述反應已達平衡的是________。

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

(3)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^－1·min^－1；若繼續通入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

【答案】

(1) 在450℃時，2 mol SO₂(g)和1 mol O₂(g)完全反應生成2 mol SO₃(g)時放出的熱量為190 kJ； 變小

(2) bd  4分        (3) 0.036　 向正反應方向 　0.36　 0.40

【解析】（1）考查熱化學方程式的意義。根據反應的熱化學方程式可知，在450℃時，2 mol SO₂(g)和1 mol O₂(g)完全反應生成2 mol SO₃(g)時放出的熱量為190 kJ。反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以平衡常數變小。

（2）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。A中反應速率方向相反，但不滿足速率之比是相應但化學計量數之比，不正確。氣體的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以bd都可以說明。氣體的密度是混合氣的質量和容器容積的比值，質量和容積均是不變的，所以密度始終是不變的，c不正確。答案選bd。

（3）容器中含SO₃ 0.18 mol，則消耗越強就是0.09mol，因此氧氣的反應速率是。增大反應物的濃度，平衡向正反應方向移動。所以反應物的轉化率增大，因此三氧化硫的物質的量大于0.36mol。由于是可逆反應，轉化率不可能是1，所以三氧化硫的物質的量小于0.4mol。