Question

【題目】2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H＜0，是工業制硫酸的主要反應之一。

（1）該反應過程的能量變化如圖所示：

E的大小對該反應的反應熱有無影響_______ (填“有”或“無”），該反應通常有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2molSO2和1molO2置于密閉容器中，反應達平衡后，SO2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0.04mol/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_________；反應達到平衡時，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0.5MPa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2L的密閉容器中，乙同學投入2molSO2和bmolO2；25min時達到平衡，如下圖所示，在35min時，改變某一條件，經過一段時間后，70min時，反應再次達到平衡，回答下列問題：

①10min時，v（SO2) ______

②求0~10min時，v（O2）=_______

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

④35min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）①0.05mol/(L·min）；② 0.025mol/（L·min）③ -198.0④d。

【解析】

試題分析：（1）反應熱是反應物與生成物具有的能量差，與反應的活化能E無關；催化劑可以降低反應的活化能，使反應進行所需要的最低能量降低，所以選項B正確；（2）A點SO2轉化率是0.8，所以未反應的SO2的物質的量是n(SO2)=2mol×(1-0.8)=0.4mol，由于此時二氧化硫的濃度是0.04mol/L ，所以容器的容積是V=0.4mol ÷0.4mol =10L；圖①中B點時SO2的轉化率是0.85 ，則反應產生的SO3的物質的量是n(SO3)= 0.85×2mol=1.7mol，未反應的SO2、O2的物質的量分別是n(SO2)= 2mol-1.7mol =0.3mol，n(O2)=1mol-1.7mol×1/2=0.15mol，由于容器的容積相等，所以平衡時各種物質的物質的量的比等于它們的平衡濃度之比所以B點SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為0.03：0.015：0.17=6：3：34；反應達到平衡時，時間t1時縮小容器體積，物質的濃度增大，反應體系壓強增大，正反應、逆反應的反應速率加快，由于該反應的正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的正反應方向移動，在圖②中畫出時間t1之后反應速率變化圖像是；圖③為壓強等于0.5MPa時不同溫度下SO2轉化率與溫度關系圖，由于升高溫度，化學反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短，根據圖像可知在溫度為T1時先達到平衡，說明溫度T2小于T1；（3）①10min時，v（SO2) =1.0mol÷2.0L÷10min=0.05mol/(L·min）；②在0~10min時，v（O2）=1/2 v（SO2) =1/2×0.05mol/(L·min）=0.025mol/(L·min）；③反應開始至35min時，SO2反應的物質的量是n(SO2)=1.4mol，測得反應共放熱138.6kJ，則2molSO2反應放出熱量是138.6kJ÷1.4×2=198kJ，所以2SO2（g）+O2（g）==2SO3（g）△H=-198kJ kJ/mol；④35min時，根據圖像可知，SO2的濃度進一步減少，SO3的濃度進一步增大，說明反應向正反應方向移動。A．加入更多的V2O5，該物質是催化劑，不能使化學平衡發生移動，錯誤； B．從容器中分離出少量O2，化學平衡向逆反應方向移動，與圖像不吻合，錯誤；C．投入一定量的SO3，SO3的濃度會突然增大，化學平衡向逆反應方向移動，與圖像不吻合，錯誤；D．降低反應溫度，化學平衡向放熱的正反應方向移動，與圖像吻合，正確；e.往容器中加入N2，使容器壓強增大，由于不能改變任何物質的濃度，化學平衡不移動，與反應事實不吻合，錯誤。