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【題目】硫酸是重要的化工原料,生產過程中SO2催化氧化生成SO3的化學反應為:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

(1)實驗測得SO2反應生成SO3的轉化率與溫度、壓強有關,請根據下表信息,結合工業(yè)生產實際,選擇最合適的生產條件是__。

SO2壓強

轉化率

溫度

1個大氣壓

5個大氣壓

10個大氣壓

15個大氣壓

400

0.9961

0.9972

0.9984

0.9988

500

0.9675

0.9767

0.9852

0.9894

600

0.8520

0.8897

0.9276

0.9468

(2)反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)平衡濃度比原來減小的是__(填字母)。

A.保持溫度和容器體積不變,充入1molO2(g)

B.保持溫度和容器體積不變,充入2molSO3(g)

C.降低溫度

D.在其他條件不變時,減小容器的容積

(3)某溫度下,SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(P)的關系如圖所示。2.0molSO21.0molO2置于10L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數K(A)__K(B)(填“>”、“<”“=”),B點的化學平衡常數是__

(4)在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO20.10molO2,t1時刻達到平衡,測得容器中含SO30.18mol。

tl時刻達到平衡后,改變一個條件使化學反應速率發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件是__。

A.體積不變,向容器中通入少量O2

B.體積不變,向容器中通入少量SO2

C.縮小容體積

D.升高溫度

E.體積不變,向容器中通入少量氮氣

②若繼續(xù)通入0.20molSO20.10molO2,則平衡__移動(填向正反應方向、向逆反應方向”),再次達到平衡后,_mol<n(SO3)<_mol。

【答案】1個大氣壓和400 A、C = 800 C 正向 0.36 0.4

【解析】

(1)從表中可以看出,壓強越大,SO2的轉化率越大,但變化不大;溫度越高,轉化率越小。綜合以上分析,應選擇低溫低壓。

(2)A.保持溫度和容器體積不變,充入1molO2(g),平衡正向移動,SO2(g)平衡濃度減。

B.保持溫度和容器體積不變,充入2molSO3(g),平衡逆向移動,SO2(g)平衡濃度增大;

C.降低溫度,平衡正向移動,SO2(g)平衡濃度減。

D.在其他條件不變時,減小容器的容積,相當于加壓,平衡正向移動,SO2(g)平衡濃度增大。

(3)溫度一定時,平衡常數不變,由此得出A、B兩點平衡常數K(A)K(B)的關系,因為給定壓強為0.10MPa,是A點的壓強,所以應用A點的轉化率計算化學平衡常數。

(4)在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO20.10molO2t1時刻達到平衡,測得容器中含SO30.18mol。

A.體積不變,向容器中通入少量O2,v增大,v不變;

B.體積不變,向容器中通入少量SO2,v增大,v不變;

C.縮小容器體積,相當于加壓,平衡正向移動,v增大,v增大,但v增大更多;

D.升高溫度,平衡逆向移動,v增大,v增大,但 v增大更多;

E.體積不變,向容器中通入少量氮氣,平衡不發(fā)生移動,v不變,v不變。

②若繼續(xù)通入0.20molSO20.10molO2,相當于加壓,平衡正向移動,再次達到平衡后,n(SO3)應比原平衡時濃度的二倍要大,但比反應物完全轉化要小。

(1)從表中可以看出,壓強越大,SO2的轉化率越大,但變化不大;溫度越高,轉化率越小。綜合以上分析,應選擇低溫低壓,故應選擇1個大氣壓和400℃。答案為:1個大氣壓和400℃;

(2)A.保持溫度和容器體積不變,充入1molO2(g),平衡正向移動,SO2(g)平衡濃度減小,A符合題意;

B.保持溫度和容器體積不變,充入2molSO3(g),平衡逆向移動,SO2(g)平衡濃度增大,B不合題意;

C.降低溫度,平衡正向移動,SO2(g)平衡濃度減小,C符合題意;

D.在其他條件不變時,減小容器的容積,相當于加壓,雖然平衡正向移動,但SO2(g)平衡濃度仍比原平衡時大,D不合題意;

故選AC;

(3)溫度一定時,平衡常數不變,由此得出A、B兩點平衡常數K(A)=K(B),因為給定壓強為0.10MPa,是A點的壓強,所以應用A點的轉化率計算化學平衡常數,從而建立以下三段式:

K==800。答案為:=;800;

(4)A.體積不變,向容器中通入少量O2,v增大,v不變,A不合題意;

B.體積不變,向容器中通入少量SO2,v增大,v不變,B不合題意;

C.縮小容器體積,相當于加壓,平衡正向移動,v增大,v增大,但v增大更多,C符合題意;

D.升高溫度,平衡逆向移動,v增大,v增大,但 v增大更多,D不合題意;

E.體積不變,向容器中通入少量氮氣,平衡不發(fā)生移動,v不變,v不變,E不合題意;

故選C

②若繼續(xù)通入0.20molSO20.10molO2,相當于加壓,平衡正向移動,再次達到平衡后,n(SO3)應比原平衡時濃度的二倍要大,即n(SO3)>0.36mol,但比反應物完全轉化要小,即n(SO3)<0.4mol。答案為:正向;0.36mol;0.4mol。

練習冊系列答案
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