Question

硫酸工業(yè)中接觸氧化是最重要的一個反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．為了研究這一反應，在體積為2L的密閉容積中，投入2mol SO₂，1molO₂，然后控制反應溫度，在反應進行至20min時加入一定的催化劑，測定并記錄一定時間內容器內SO₃的物質的量，得到如表：

時間/min	10	20	30	40	50
N（SO3）/mol	0.4	0.6	1.2	1.6	1.6

（1）反應前10min，用O₂表示該反應的反應速率v（O₂）=

 

．
（2）該溫度下，該反應的平衡常數為

 

．
（3）在反應進行至50min時，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，達到新平衡后，SO₂的轉化率將

 

．（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）保持溫度不變，若在該容器中只投入2mol SO₃，達到平衡時，反應吸收的熱量為

 

kJ．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：

分析：（1）利用三段式進行計算，根據v=

△c

△t

計算反應速率；
（2）從圖表中SO₃的變化的物質的量可知在40min時達到平衡，依據化學平衡三段式和平衡常數概念列式計算；
（3）在反應進行至50min時，達到平衡狀態(tài)，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，相當于原2體積的容器，壓縮為1體積的容器，平衡右移；
（4）溫度和容器的壓強不變，充入2mol SO₃（g），按化學計量數轉化到左邊，得到n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，滿足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，與原來的平衡是等效平衡．

解答： 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始     2mol     1mol      0
轉化    0.4mol   0.2mol   0.4mol
10分鐘后 1.6mol  0.8mol   0.4mol
反應前10min，用O₂表示該反應的反應速率v（O₂）=

0.2mol

2L 10min

=0.01mol/（L?min），
故答案為：0.01mol/（L?min）；
（2）在體積為2L的密閉容積中，投入2mol SO₂，1molO₂，反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 從圖表中SO₃的變化的物質的量可知在40min時達到平衡，測得c（SO₃）=

1.6mol

2L

=0.8mol/L，則
                2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）  1        0.5       0
變化量（mol/L） 0.8       0.4       0.8
平衡量（mol/L）0.2       0.1       0.8
化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值，則化學平衡常數為K=

(0.8)2

(0.2)2×0.1

=1.6×10²=160，
故答案為：160；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），正反應是體積縮小的反應，在反應進行至50min時，達到平衡狀態(tài)，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，相當于原2體積的容器，壓縮為1體積的容器，增大壓強，平衡向體積縮小的正反應方向移動，達到新平衡后，SO₂的轉化率將增大，
故答案為：增大；
（4）溫度和容器的壓強不變，充入2mol SO₃（g），按化學計量數轉化到左邊，得到n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，滿足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，與原來的平衡是等效平衡，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol，2molSO₂完全反應生成2molSO₃，放出197kJ，2molSO₃完全反應生成2molSO₂，吸收197kJ，在40min時達到平衡，測得n（SO₃）=1.6mol，則轉化的三氧化硫為0.4mol，放出熱量為：

0.4

2

×197KJ=39.4KJ，
故答案為：39.4．

點評：本題考查了化學反應速率和化學平衡，側重于平衡移動的考查，為高考常見題型和高頻考點，題目難度中等．注意化學平衡三段式計算和平衡常數概念應用．