Question

18．空氣質量日報中有一項重要檢測指標是SO₂的含量，結合所學知識回答下列問題．工業(yè)制硫酸的過程中，SO₂催化氧化的原理：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）△H＜0
（1）某溫度下，測得SO₂（g）的平衡轉化率（α）與體系總壓強（ p ）的關系如上圖所示．a、b兩點對應的平衡常數K（a）= K（b） （填“＞”“＜”或“=”，下同）SO₃濃度c（a）＜c（b） c點，反應速率υ（正）＜υ（逆）．
（2）將一定量的SO₂（g）和O₂（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，在不同溫度下進行，反應得到如下表中的兩組數據：

實驗編號	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol
		SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8
2	T2	4	2	0.4	y

①實驗1從開始到反應達到化學平衡時，用去時間t 分鐘，則υ（SO₂）表示的反應速率為$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1 ，②溫度T₁大于T₂的理由是反應放熱，溫度升高，平衡向左移動，反應物轉化率低．

Answer 1

分析 （1）溫度相同，平衡常數相同，反應2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g），正反應是氣體體積減少的反應，所以增大壓強，平衡正向移動，三氧化硫的濃度變大；c點在對應的壓強下最終要達平衡狀態(tài)，所以二氧化硫的轉化率減小，反應逆向進行；
（2）先求出O₂的化學平衡時，再求出v（SO₂）的反應速率，反應速率之比等于化學計量數之比；
根據平衡移動原理以及生成物的濃度可知：T₁＞T₂．

解答 解：（1）溫度相同，平衡常數相同，反應2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g），正反應是氣體體積減少的反應，所以增大壓強，平衡正向移動，三氧化硫的濃度變大，所以c（a）小于 （b）；c點在對應的壓強下最終要達平衡狀態(tài)，所以二氧化硫的轉化率減小，反應逆向進行，所以υ（正）＜υ（逆），故答案為：=；＜；＜；
（2）①由表中數據，v（O₂）=$\frac{\frac{2mol-0.8mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{1.2}{2t}$ mol•L^-1•min^-1；     
根據反應速率之比等于化學計量數之比，則v（SO₂）=2v（O₂）=2×$\frac{1.2}{2t}$mol•L^-1•min^-1=$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1，故答案為：$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1 ；
②實驗2中，n（SO₂）_參加?（4-0.4）mol=3.6mol     
 n（O₂）_消耗=0.5n（SO₂）=1.8mol     
平衡時n（O₂）=（2-1.8）mol=0.2mol，而實驗1中n（O₂）=0.8mol 而開始時反應物的起始量相等，實驗1到實驗2的過程，相當于平衡向正反應方向移動，根據平衡移動原理，降溫能使平衡向正反應方向移動，即T₁＞T₂，故答案為：反應放熱，溫度升高，平衡向左移動，反應物轉化率低．

點評 本題涉及的知識點較多，關鍵要掌握有關可逆反應的計算、化學平衡移動原理以及圖象的分析和解答等，有一定的難度．