Question

【題目】2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g） ΔH<0，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右圖所示：E的大小對該反應的反應熱有無影響_______（填“有”或“無”），該反應通常用V2O5作催化劑，加入V2O5后，改變的是圖中的_______。

A．△H B．E C．△H – E D．△H + E

（2）某溫度下，甲同學將2 mol SO2和1 mol O2置于密閉容器中，反應達平衡后，SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖①所示，若A點二氧化硫的平衡濃度為0.04 mol/L，則容器的體積為_______L；圖①中B點SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為________________；反應到達平衡時，時間t1時縮小容器體積，請在圖②中畫出時間t1之后反應速率變化圖像；圖③為壓強等于0.50 MPa時不同溫度下SO2轉化率與溫度關系圖，圖中T2_____T1（填寫“大于”或“小于”）

（3）在2 L的密閉容器中，乙同學投入2 mol SO2和b mol O2，25 min時達到平衡，如下圖所示，在35 min時，改變某一條件，經過一段時間后，70 min時，反應再次達到平衡，回答下列問題：

①10 min時，v(SO2)正________v(SO3)逆（填“＞”“＜”或“=”）

②求0～10 min時，v(O2)=______________

③反應開始至35 min時，測得反應共放熱138.6 kJ，則反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g）△H=____kJ/mol

④35 min時，改變的條件可能是___________________

a．加入更多的V2O5

b．從容器中分離出少量O2

c．投入一定量的SO3

d．降低反應溫度

e．往容器中加入N2，使容器壓強增大

Answer 1

【答案】（1）無 B （2）10 6:3:34 小于

（3）①＞ ②0.025 mol/(L·min） ③ -198.0 ④d

【解析】

試題分析：（1）E表示反應的活化能，活化能的大小與反應熱大小無關系；催化劑能降低反應的活化能，所以加入V2O5催化劑后，改變的是圖中E，答案選B。

（2）二氧化硫起始濃度為2mol÷V=2/V mol/L，由甲圖可知A點SO2的轉化率為0.8，所以△c（SO2）=0.8×2/Vmol/L=1.6/V mol/L，二氧化硫的平衡濃度為2/V mol/L-1.6/Vmol/L=0.04mol/L，解得V=10L；由圖①可知B點SO2的轉化率為0.85，所以△c（SO2）=0.85×0.2mol/L=0.17mol/L，則：

2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）

開始（mol/L）：0.2 0.1 0

變化（mol/L）：0.17 0.085 0.17

平衡（mol/L）：0.03 0.015 0.17

所以B點SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為0.03：0.015：0.17=6：3：34。

達平衡后，縮小容器容積，反應混合物的濃度都增大，正、逆反應速率都增大，體系壓強增大，平衡向體積減小的反應移動，即平衡向正反應移動，V（正）＞V（逆），化學圖像為；由到達平衡的時間可知，溫度為T1，先到達平衡，反應速率快，溫度越高反應速率越快，所以T2＜T1。

（3）①根據(jù)圖像可知，10 min過后，SO3的物質的量仍然增加，說明反應向正反應方向進行，則在10min時，v(SO2)正＞v(SO3)逆。

②0～10 min時，SO3生成了1mol，則v(SO3)=1mol÷(2L×10min)= 0.05 mol/(L·min),根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，v(O2)=1/2v(SO3)= 0.025 mol/(L·min)。

③反應開始至35 min時，反應生成1.4molSO3，測得反應共放熱138.6 kJ，則生成2molSO3時，放熱為138÷1.4×2=198.0kJ，所以反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g）△H=-198.0kJ/mol。

④35 min時，a．加入更多的V2O5，催化劑只能加快化學反應速率，不能改變平衡，SO2、SO3的物質的量不變，與圖像不符，錯誤；b．從容器中分離出少量O2 ，平衡逆向移動，SO3的物質的量減少，與圖像不符，錯誤；c．投入一定量的SO3，SO3的物質的量會突然猛增，與圖像不符，錯誤；d．降低反應溫度，平衡正向移動，與圖像相符，正確；e．往容器中加入N2，使容器壓強增大，但各成分濃度不變，平衡不移動，與圖像不符，錯誤；所以改變的條件可能是d。