Question

19．SO₂經(jīng)過(guò)凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化后制取硫酸或者硫酸銨，其中SO₂發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．若在T₁℃、0.1MPa條件下，往一密閉容器通入SO₂和O₂（其中n（SO₂）：n（O₂）=2：1），測(cè)得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時(shí)間如圖所示：
①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$
②圖中A點(diǎn)時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)化率為45%
③計(jì)算SO₂催化氧化反應(yīng)在圖中B點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K=24300 （Mpa）^-1（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）
④若在T₂℃，其他條件不變的情況下測(cè)得壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示，則T₁＜T₂（填“＞”、“＜”、“=”）；其中C點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_C（正）與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v_A（逆）的大小關(guān)系為v_C（正） ____v_A（逆） （填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

分析 ①反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
②結(jié)合化學(xué)三行計(jì)算列式，依據(jù)圖中A點(diǎn)時(shí)，氣體物質(zhì)的量0.085，依據(jù)開(kāi)始和A點(diǎn)氣體物質(zhì)的量之比列式計(jì)算，轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
③圖中B點(diǎn)，依據(jù)化學(xué)三行列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為y，
             2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃
起始量（mol） 2a        a        0
變化量（mol） 2y        y        2y
平衡量（mol）2a-2y     a-y       2y
B點(diǎn)氣體物質(zhì)的量為 0.007，則
$\frac{2a-2y+a-y+2y}{2a+a}$=$\frac{0.07}{0.1}$
y=0.9a，
用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì)算SO₂催化氧化反應(yīng)在圖中B點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)；
④先拐先平溫度高，達(dá)到平衡所需時(shí)間短，溫度越高反應(yīng)速率越大；

解答 ①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；
②依據(jù)化學(xué)三行列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為x，
             2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃
起始量（mol） 2a        a        0
變化量（mol） 2x        x        2x
平衡量（mol）2a-2x     a-x       2x
圖中A點(diǎn)時(shí)，氣體物質(zhì)的量0.085，則
$\frac{2a-2x+a-x+2x}{2a+a}$=$\frac{0.085}{0.1}$
x=0.45a
SO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.45a×2}{2a}$×100%=45%，
故答案為：45%；
③圖中B點(diǎn)，依據(jù)化學(xué)三行列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為y，
             2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃
起始量（mol） 2a        a        0
變化量（mol） 2y        y        2y
平衡量（mol）2a-2y     a-y       2y
B點(diǎn)氣體物質(zhì)的量為 0.007，則
$\frac{2a-2y+a-y+2y}{2a+a}$=$\frac{0.07}{0.1}$
y=0.9a，
平衡常數(shù)K=$\frac{（0.007MPa×\frac{1.8a}{0.2a+0.1a+1.8a}）^{2}}{（0.007MPa×\frac{0.2a}{0.2a+0.1a+1.8a}）^{2}×（0.007MPa×\frac{0.1a}{0.2a+0.1a+1.8a}）}$=24300（MPa）^-1，
故答案為：24300（MPa）^-1；
④圖象分析可知，先拐先平溫度高則T₁＜T₂，C點(diǎn)是平衡狀態(tài)，A點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，其中C點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_C（正）與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v_A（逆）的大小關(guān)系為v_C（正）＞v_A（逆）
故答案為：＜，＞；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的分析應(yīng)用，圖象變化和數(shù)值的計(jì)算是解題關(guān)鍵，題目難度中等．