Question

接觸法制硫酸工藝中，其主反應(yīng)在450℃并有催化劑存在下進行：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-190kJ?mol^-1
（1）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的SO₂和O₂，半分鐘后達到平衡，測得容器內(nèi)混合氣體壓強為原壓強的0.8倍，且SO₂的物質(zhì)的量濃度為0.08mol?L^-1．則v（O₂）=

 

mol?（L?min）^-1．平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；
（2）下列條件能使正反應(yīng)速率加快的是

 

（選填序號）
①升高溫度    ②保持體積不變，只增加氧氣的質(zhì)量   ③保持體積不變，充入Ne使體系壓強增大  ④保持壓強不變，充入Ne使容器的體積增大  ⑤抽走一些SO₃氣體
（3）下列描述中能說明上述（1）反應(yīng)已達平衡的是

 

（選填序號）
①v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆
②SO₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2
③單位時間內(nèi)生成2n molSO₂的同時生成2n mol SO₃
④容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
⑤容器中氣體的密度不隨時間而變化
⑥容器中氣體壓強不隨時間而變化
⑦SO₂和O₂的物質(zhì)的量濃度之比不隨時間而變化．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學平衡三段式列式計算，氣體壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比，反應(yīng)速率v=

△c

△t

計算 得到，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（2）依據(jù)影響化學反應(yīng)速率的因素分析，升溫、增大壓強、增大濃度、加入催化劑都可以增大反應(yīng)速率；
（3）依據(jù)反應(yīng)的特征結(jié)合化學平衡移動原理分析，平衡標志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變分析選項．

解答： 解：（1）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的SO₂和O₂，半分鐘后達到平衡，測得容器內(nèi)混合氣體壓強為原壓強的0.8倍，且SO₂的物質(zhì)的量濃度為0.08mol?L^-1．設(shè)二氧化硫起始物質(zhì)的量為x，平衡時二氧化硫物質(zhì)的量=0.08mol?L^-1 ×5L=0.4mol；
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）   x        x        0
變化量（mol） x-0.4   0.5（x-0.4）x-0.4
平衡量（mol） 0.4      0.5x+0.2   x-0.4
測得容器內(nèi)混合氣體壓強為原壓強的0.8倍，則0.4+0.5x+0.2+x-0.4=0.8×2x
x=2mol
則v（O₂）=

0.5(2-0.4)mol 5L

0.5min

=0.32mol/（L?min）   
平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率=

2mol-0.4mol

2mol

×100%=80%；
故答案為：0.32；80%；
（2）①升高溫度能加快反應(yīng)速率，故①正確；    
②保持體積不變，只增加氧氣的質(zhì)量，會增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大，故②正確；   
③保持體積不變，充入Ne使體系壓強增大，分壓不變，平衡不動，速率不變，故③錯誤； 
 ④保持壓強不變，充入Ne使容器的體積增大，壓強減小反應(yīng)速率減小，故④錯誤；  
⑤抽走一些SO₃氣體，減小生成物濃度反應(yīng)速率減小，故⑤錯誤；
故答案為：①②；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-190kJ?mol^-1，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
①當2v（O₂）_正=v（SO₃）_逆 ，說明三氧化硫正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達到平衡，但v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆 ，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故①錯誤；
②SO₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2，符合反應(yīng)比，但不能說明正逆反應(yīng)速率相同，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故②錯誤；
③單位時間內(nèi)生成2n molSO₂的同時生成2n mol SO₃，對二氧化硫或三氧化硫來說，證明正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故③正確；
④反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量減小，則容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故④正確；
⑤反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積始終不變，容器中氣體的密度不隨時間而變化，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故⑤錯誤；
⑥反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，容器中氣體壓強不隨時間而變化，說明氣體物質(zhì)的量不變，證明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故⑥正確；
⑦SO₂和O₂的物質(zhì)的量濃度之比不隨時間而變化是破壞標志，故⑦正確．
故答案為：③④⑥⑦．

點評：本題考查了化學平衡三段式計算應(yīng)用，反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率計算應(yīng)用，化學平衡狀態(tài)的判斷、掌握平衡移動原理是解題關(guān)鍵，題目較簡單．