【題目】接觸法制硫酸工藝中,其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進(jìn)行:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) + 190 kJ

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K =___________,該反應(yīng)450℃時(shí)的平衡常數(shù)_________500℃時(shí)的平衡常數(shù)(“>”“<”“=”)。

(2)在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20 mol SO20.10 mol O2,半分鐘后達(dá)到平衡,測(cè)得容器中含SO3 0.18 mol,則v(O2) =____________mol/(L·min)

(3)請(qǐng)寫出提高SO2轉(zhuǎn)化率的兩種方法__________________、___________________。

(4)根據(jù)反應(yīng)方程式,請(qǐng)?jiān)趫D中,繪制反應(yīng)方向箭頭,并在合適位置標(biāo)明物質(zhì)與熱量 ___________。

(5)SO2SO3的混合氣體持續(xù)通入一定量的NaOH溶液中,產(chǎn)物中某離子的物質(zhì)的量濃度與通入氣體的體積有如圖所示關(guān)系,該離子是______________。

【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(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式k = [SO3]2 / [O2][SO2]2,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

(2)根據(jù)三段式解答。

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

(4)該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即反應(yīng)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(fā)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(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式k = [SO3]2 / [O2][SO2]2,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故450℃時(shí)的平衡常數(shù)比500℃時(shí)的平衡常數(shù)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(zhuǎn)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(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),故提高SO2轉(zhuǎn)化率可以加壓和降溫,故答案為:加壓;降溫。

(4)該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即反應(yīng)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(jù)圖像可知,該過程發(fā)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。

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