Question

18．空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)中有一項(xiàng)重要檢測(cè)指標(biāo)是SO₂的含量，結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題．工業(yè)制硫酸的過程中，SO₂催化氧化的原理：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g）△H＜0
（1）某溫度下，測(cè)得SO₂（g）的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（ p ）的關(guān)系如上圖所示．a(chǎn)、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K（a）= K（b） （填“＞”“＜”或“=”，下同）SO₃濃度c（a）＜c（b） c點(diǎn)，反應(yīng)速率υ（正）＜υ（逆）．
（2）將一定量的SO₂（g）和O₂（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，在不同溫度下進(jìn)行，反應(yīng)得到如下表中的兩組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol
		SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8
2	T2	4	2	0.4	y

①實(shí)驗(yàn)1從開始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，用去時(shí)間t 分鐘，則υ（SO₂）表示的反應(yīng)速率為$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1 ，②溫度T₁大于T₂的理由是反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡向左移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低．

Answer 1

分析 （1）溫度相同，平衡常數(shù)相同，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g），正反應(yīng)是氣體體積減少的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，三氧化硫的濃度變大；c點(diǎn)在對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)下最終要達(dá)平衡狀態(tài)，所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)逆向進(jìn)行；
（2）先求出O₂的化學(xué)平衡時(shí)，再求出v（SO₂）的反應(yīng)速率，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；
根據(jù)平衡移動(dòng)原理以及生成物的濃度可知：T₁＞T₂．

解答 解：（1）溫度相同，平衡常數(shù)相同，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO₃（g），正反應(yīng)是氣體體積減少的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，三氧化硫的濃度變大，所以c（a）小于 （b）；c點(diǎn)在對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)下最終要達(dá)平衡狀態(tài)，所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)逆向進(jìn)行，所以υ（正）＜υ（逆），故答案為：=；＜；＜；
（2）①由表中數(shù)據(jù)，v（O₂）=$\frac{\frac{2mol-0.8mol}{2L}}{tmin}$=$\frac{1.2}{2t}$ mol•L^-1•min^-1；     
根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（SO₂）=2v（O₂）=2×$\frac{1.2}{2t}$mol•L^-1•min^-1=$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1，故答案為：$\frac{1.2}{t}$mol•L^-1•min^-1 ；
②實(shí)驗(yàn)2中，n（SO₂）_參加?（4-0.4）mol=3.6mol     
 n（O₂）_消耗=0.5n（SO₂）=1.8mol     
平衡時(shí)n（O₂）=（2-1.8）mol=0.2mol，而實(shí)驗(yàn)1中n（O₂）=0.8mol 而開始時(shí)反應(yīng)物的起始量相等，實(shí)驗(yàn)1到實(shí)驗(yàn)2的過程，相當(dāng)于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，降溫能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即T₁＞T₂，故答案為：反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡向左移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，關(guān)鍵要掌握有關(guān)可逆反應(yīng)的計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)原理以及圖象的分析和解答等，有一定的難度．