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运用化学反应原理研究二氧化硫的催化氧化反应有重要意义．（1）硫酸生产中 SO2催化氧化生成SO3：2

高中 已帮助：人 时间:2025-02-22 13:10:17

运用化学反应原理研究二氧化硫的催化氧化反应有重要意义．

（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．根据图示回答下列问题：
①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△H______0（填“＞”或“＜”）；
若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡______移动（填“向逆方向”、“向正方向”或“不”）．
②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1，K2，则K1______K2；
反应进行到状态D时，v（正）______v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）如图2所示，当关闭K时，向A中充入2molSO2、1molO2，向B中充入4molSO2、2molO2，起始时，V（A）=V（B）=aL．在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）达到平衡（Ⅰ）时，V（B）=0.7aL．请回答：
①B中X的转化率α（SO2）B为______；
②A中SO2和B中O2的物质的量比较：n（SO2）A______n（O2）B（选填：“＞”、“＜”或“=”）；
③打开K，过一段时间重新达到平衡（图 2）时，B的体积为______（用含a的代数式表示，连通管中气体体积忽略不计．）

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难度：⭐⭐⭐

题库：高中,化学

标签：如图,温度,反应

参考解答

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456***117

2025-02-22 13:10:17

（1）①由图可知，温度越高，混合体系中SO3的百分含量越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，即向左移动，升高温度向吸热反应方向移动，即该反应正反应为放热反应；
恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，体积应增大，反应混合物各组分的浓度降低，等效为降低压强，压强降低平衡向体积增大方向移动，即向逆方向移动．
故答案为：＜；向逆方向；
②温度升高，平衡向吸热方向移动，即向逆反应移动，K值减小，K1＞K2；由于D状态未达平衡，混合体系中SO3的百分含量小于平衡时的，反应向正反应进行，所以v正＞v逆，
故答案为：＞；＞；
（2）①设B中二氧化硫的转化率为x，
根据反应方程式：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
反应前（mol）4 2 0
转化（mol） 4x 2x 4x
平衡（mol） 4-4x2-2x 4x
达到平衡时，V（B）=0.7a L，恒温恒压条件下，容器的体积之比等于混合气体的物质的量之比，即（4mol+2mol）：（4-4x+2-2x+4x）mol=a：0.7a，
解得：x=0.9，
故答案为：0.9；
②B在恒温恒压下，加入4mol SO2、2mol O2反应与加入2mol SO2、1mol O2反应等效，其中n（O2）=0.5n（SO2）；
假如有装置C，向装置C加入2mol SO2、1mol O2反应，压强与B等压且恒温恒压条件下，达到平衡时与B为等效平衡，则一定满足n（SO2）B=2n（SO2）C=2n（O2）B，
由于A容积恒定，反应体系的压强小于C的压强，相当于减小了压强，平衡向着逆向移动，A中二氧化硫转化率小于C的，反应后达到平衡时n（SO2）A＞n（SO2）C，由于n（SO2）C=n（O2）B，所以n（SO2）A＞n（SO2）C=n（O2）B，即n（SO2）A＞n（O2）B，
故答案为：＞；
③打开K，过一段时间重新达到平衡（图 2）时，与B反应为等效平衡，相当于加入了6mol二氧化硫和3mol氧气，同温同压下，根据物质的量与体积成正比，达到平衡时总体积为：0.7a×
9mol
6mol
=1.05a，所以B的体积为1.05a-a=0.05a，
故答案为：0.05a．

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