Question

（1）二氧化硫的催化氧化的過程如圖所示，其中a、c二步的化學方程式可表示為：

SO₂+V₂O₅SO₃+ V₂O₄
4VOSO₄+O₂2V₂O₅+4SO₃。
該反應的催化劑是        （寫化學式）
（2） 550 ℃時，SO₂轉化為SO₃的平衡轉化率（α）與體系總壓強（p）的關系如圖所示。將2．0 mol SO₂和1．0 mol O₂置于5 Ｌ密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強為0．10 M Pa。試計算反應2SO₃2SO₂+O₂在550 ℃時的平衡常數K=     。

（3）550 ℃時，將2．0 mol SO₂和1．0 mol O₂置于5 Ｌ密閉容器中，反應 達平衡后，下列措施中能使n(SO₃)/n(SO₂)增大的是       
A．升高溫度                  
B．充入He(g)，使體系總壓強增大
C．再充入2 mol SO₂和1 mol O₂ 
D．再充入1 mol SO₂和1 mol O₂
（4）維持溫度不變條件下使之發生如下反應：2SO₂＋O₂2SO₃，有兩只密閉容器A和B。A容器有一個可以移動的活塞能使容器內保持恒壓，B容器能保持恒容。起始時向這兩個容器中分別充入等物質的量的體積比為2∶1的SO₂和O₂的混合氣體，并使A和B容積相等（如下圖所示）。

試填寫下列空格：
A容器達到平衡時所需的時間比B容器__________（填：“短或長”）；平衡時A容器中SO₂的轉化率比B容器_______（填：“大或小”）；達到所述平衡后，若向兩容器中通入等物質的量的原反應氣體，達到平衡時，A容器的混合氣體中SO₃的體積分數_________（填“增大”、“減小”或“不變”，下同）；B容器的混合氣體中SO₃的體積分數_________。

Answer 1

（1）V₂O₅；（2）400 L?mol^-1；（3）CD；（4）短；大；不變；增大。

試題分析：（1）根據題給信息結合催化劑參與化學反應的機理分析，催化劑為V₂O₅；（2）根據化學平衡計算的三段式進行計算，由題給圖像知，體系總壓強為0.10M Pa，此時二氧化硫的轉化率為80%，              2SO₂＋O₂2SO₃
起始量（mol）  2     1         0
變化量 （mol）2×0.8  0.8    2×0.8
平衡量 （mol） 0.4   0.2        1.6
平衡時各物質的濃度為：[SO₂]=0.08mol/L，[O₂]=0.04mol/L，[SO₃]="0.32mol/L" 代入平衡常數的表達式計算得到平衡常數K="400" L?mol^-1；（3）550 ℃時，將2．0 mol SO₂和1．0 mol O₂置于5 Ｌ密閉容器中，反應達平衡后，要使n(SO₃)/n(SO₂)增大，平衡需向正向移動，A、該反應正向為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，錯誤；B、充入He(g)，使體系總壓強增大，與反應相關的物質濃度不變，平衡不移動，錯誤；C、再充入2 mol SO₂和1 mol O₂，相當于加壓，平衡正向移動，正確；D、再充入1 mol SO₂和1 mol O₂，平衡正向移動，正確；選CD；（4）因A容器保持恒壓，反應過程中體積變小，濃度增大，根據濃度越大，化學反應速率越快，到達平衡的時間越短，所以達到平衡所需時間A比B短，A容器體積減少，壓強增大，平衡向正反應方向移動，所以A中SO₂的轉化率比B大；向兩容器中通入等量的原反應氣體，達到平衡后，A中建立的平衡與原平衡等效，所以SO₃的體積分數不變，B容器中建立的平衡相當于在原平衡的基礎上增大壓強，平衡正向移動，B容器中SO₃的體積分數增大。