Question

【題目】硫酸是重要的化工原料，工業(yè)制取硫酸最重要的一步反應(yīng)為：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H< 0

（1）為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可通入過量O2，用平衡移動原理解釋其原因：___________。

（2）某興趣小組在實驗室對該反應(yīng)進行研究，部分實驗數(shù)據(jù)和圖像如下。

反應(yīng)條件：催化劑、一定溫度、容積10 L

實驗	起始物質(zhì)的量/mol			平衡時SO3 物質(zhì)的量/mol
	SO2	O2	SO3
ⅰ	0.2	0.1	0	0.12
ⅱ	0	0	0.2	a

①實驗ⅰ中SO2的轉(zhuǎn)化率為______。

②a____0.12（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③t1、t2、t3中，達到化學平衡狀態(tài)的是________。

④ t2到t3的變化是因為改變了一個反應(yīng)條件，該條件可能是___________。

（3）將SO2和O2充入恒壓密閉容器中，原料氣中SO2 和O2的物質(zhì)的量之比m（m＝n(SO2)/n(O2)）不同時，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度（T）的關(guān)系如下圖所示，則m1、m2、m3的大小順序為_____。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物O2的濃度，平衡正向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率提高 60% ＝ t2 加壓 m1＜m2＜m3

【解析】

（1）根據(jù)化學平衡移動因素回答；（2）根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計算；根據(jù)等效平衡進行判斷，

（1）根據(jù)反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H< 0可知，要提高SO2的轉(zhuǎn)化率，就要使化學平衡正向移動，可以采取通入過量O2，增大反應(yīng)物的濃度的方法；所以正確答案為：增大反應(yīng)物O2的濃度，平衡正向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率提高；

（2）①根據(jù)三段式： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)

起始物質(zhì)的量/mol 0.2 0.1 0

變化物質(zhì)的量/mol 2x x 2x

平衡物質(zhì)的量/mol 0.2-2x 0.1-x 0.12

實驗ⅰ中SO2的轉(zhuǎn)化率=物質(zhì)的變化量/物質(zhì)的起始量×100%=0.12/0.2×100%= 60%；

②ⅱ因為反應(yīng)條件相同，從SO3投料0.2 mol ，相當于ⅰ的投料，所以ⅰ和ⅱ為等效平衡，所以a=0.12；

③根據(jù)圖像分析， t2時SO2的消耗速率等于生成O2速率的2倍，根據(jù)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)反應(yīng)計量數(shù)的關(guān)系，所以此時達到平衡狀態(tài)；

④ t2到t3的變化是SO2的消耗速率和生成O2速率同時增大，且SO2的消耗速率增加的更多，可能改變的條件是加壓了；

（3）因為該反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H< 0為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，m【m＝n(SO2)/n(O2)】比值越大，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率越小，所以m1<m2<m3。