Question

【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，是工業(yè)制硫酸的主要反應之一。

(1)該反應過程的能量變化如圖所示：由圖中曲線變化可知，該反應為_____(填“放熱”或“吸熱”)反應。該反應通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后，改變的是圖中的______。

A.ΔH B.E C. ΔH-E D. ΔH+E

(2)在2L絕熱密閉容器中投入2molSO2和bmolO2，如圖是部分反應物隨時間的變化曲線。

①10min時，v(SO3)=________。

②反應達到平衡時，SO2的轉化率為_______。

③下列情況能說明該反應達到化學平衡的是_______。

A.v(SO3)=v(SO2)

B.混合氣體的密度保持不變

C.t時刻，體系的溫度不再發(fā)生改變

D.混合氣體的總物質的量不再改變

Answer 1

【答案】放熱 B 0.05mol·L－1·min－1 70% CD

【解析】

(1)由圖中曲線變化可知反應物總能量高于生成物總能量，因此該反應為放熱反應，該反應通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后降低活化能，但不能改變反應熱；

(2)①由圖可知10min時生成三氧化硫是1mol，c(SO3)=0.5mol/L，根據(jù)v=來求反應速率，②根據(jù)物質反應轉化關系計算平衡時SO2的消耗量，利用轉化率定義式可得SO2的平衡轉化率；

③根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變判斷平衡狀態(tài)。

(1)由圖中曲線變化可知反應物總能量高于生成物總能量，因此該反應為放熱反應，該反應通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后降低活化能，但不能改變反應物、生成物的能量，因此不能改變反應熱，因此改變的是圖中的E，故合理選項是B；

(2)①由圖可知10min時生成SO3的物質的量是1mol，c(SO3)=1.0mol÷2L=0.5mol/L，v===0.05mol/(Lmin)；

②反應達到平衡時生成SO3的物質的量是1.4mol，則根據(jù)方程式中物質反應轉化關系可知消耗SO2的物質的量也是1.4mol，則SO2的平衡轉化率為×100%=70%；

③A.v(SO3)=v(SO2)，未指明是正反應速率還是逆反應速率，因此不能據(jù)此判斷反應是否處于平衡狀態(tài)，A錯誤；

B.反應在恒容密閉容器內進行，反應混合物都是氣體，所以混合氣體的密度始終保持不變，，不能據(jù)此反應反應是否處于平衡狀態(tài)，B錯誤；

C.絕熱密閉容器中t時刻，體系的溫度不再發(fā)生改變，說明正逆反應速率相等，達平衡狀態(tài)，C正確；

D.該反應是反應前后氣體體積不等的反應，若混合氣體的總物質的量不再改變，說明正逆反應速率相等，達平衡狀態(tài)，D正確；

故合理選項是CD。