Question

接觸法制硫酸的工藝中，其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進(jìn)行：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g））△H=-190kJ/mol
（1）該反應(yīng)450℃時(shí)的平衡常數(shù)

 

500℃時(shí)的平衡常數(shù)（填“大于”“小于”或“等于”）．
（2）該熱化學(xué)方程式的意義是

 

（3）下列描述中能說明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是

 

A．v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆
B．容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化
C．容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化
D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化
（4）在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO₂和0.10molO₂，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含SO₃0.18mol，則v（O₂）=

 

mol?L^-1?min^-1；若繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，則平衡

 

 移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”），再次達(dá)到平衡后，

 

mol＜n（SO₃）＜

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，放熱反應(yīng)則相反；
（2）熱化學(xué)方程式應(yīng)注明反應(yīng)熱的測(cè)定條件、聚集狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值、單位、符號(hào)，其化學(xué)計(jì)量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷；
（4）化學(xué)反應(yīng)速率的定義求出氧氣的速率；根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素來判斷平衡移動(dòng)方向，利用極限法求出再次達(dá)平衡后n（SO₃）的范圍．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，吸熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，放熱反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，450℃時(shí)的平衡常數(shù)大于500℃時(shí)的平衡常數(shù)，
故答案為：大于；
（2）熱化學(xué)方程式表明化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式，反應(yīng)熱的測(cè)量與溫度有關(guān)，應(yīng)注明溫度，各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不相同，應(yīng)注明聚集狀態(tài)，+190kJ表示放出190kJ的熱量，該熱化學(xué)方程式的意義是：在450℃時(shí)，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時(shí)放出的熱量為190kJ，
故答案為：在450℃時(shí)，2molSO₂氣體和1molO₂氣體完全反應(yīng)生成2molSO₃氣體時(shí)放出的熱量為190kJ；
（3）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，平衡混合物中各組成成分的含量不變來判斷，
A．v_正（O₂）=2v_正（SO₃）均為正反應(yīng)速率，不能判斷是否達(dá)到平衡，故A錯(cuò)誤；
B．容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化，說明平衡混合物中各組成成分含量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．氣體的密度=

m

V

，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量不變，容器體積不變，氣體的密度不會(huì)發(fā)生變化，故容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化，不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故C錯(cuò)誤；
D．該反應(yīng)為氣體的分子總數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化時(shí)，平衡混合物中各組成成分含量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
（4）當(dāng)生成0.18molSO₃時(shí)，參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
        1        2
        x      0.18mol
x=

0.18mol×1

2

=0.09mol
v（O₂）=

0.09mol 5L

0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
繼續(xù)通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
用極限法求出n（SO₃）的范圍，
假設(shè)平衡不移動(dòng)，此時(shí)n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假設(shè)0.40molSO₂完全生成SO₃，根據(jù)反應(yīng)方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，n（SO₃）=0.4mol，
所以再次達(dá)到平衡時(shí)，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．                                   
故答案為：0.036；向正反應(yīng)方向；0.36；0.40．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算、化學(xué)平衡的影響因素及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡及其影響因素，明確化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．