Question

【題目】工業(yè)制備硫酸的主要反應(yīng)之一為SO2與O2反應(yīng)生成SO3。請回答下列問題：

（1）SO2與O2反應(yīng)生成SO3的反應(yīng)過程的能量變化如圖1所示。由圖中曲線變化可知，該反應(yīng)為___(填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。

（2）其他條件不變時，不同溫度下SO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化情況如圖2所示T1___(填“>”或“<”）T2。

（3）某次實驗中，在容積為2L的恒溫恒容密閉容器中通入2molSO2和bmolO2，反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化如圖3所示。

①甲為___(填化學(xué)式，下同），乙為___。

②SO2與O2生成SO3的反應(yīng)是___反應(yīng)。(填“可逆”或“不可逆”）

③10min時，v正(SO2) _______ v逆(SO2)。(填“>”、“<”或“=”）

④從反應(yīng)開始到平衡，反應(yīng)速率v(SO3)=___。

⑤當(dāng)b=___時，O2與SO2的轉(zhuǎn)化率相等。

⑥反應(yīng)達到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為___。

Answer 1

【答案】放熱 > SO3 SO2 可逆 > 0.028molL-1min-1 1 70%

【解析】

(1)反應(yīng)物的總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

(2)其他條件不變時，根據(jù)先拐先平，條件高，溫度高，壓強大，進行分析；

(3)①根據(jù)圖像分析，隨反應(yīng)的進行，甲的物質(zhì)的量增加，是生成物，乙的物質(zhì)的量減少，是反應(yīng)物；

②由圖3可知：25min后，SO2和SO3的組成保持不變，達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)物不能全部消耗完；

③10min時，反應(yīng)向右進行，v正(SO2)>v逆(SO2)；

④根據(jù)速率的計算公式進行計算；

⑤當(dāng)SO2與O2的投料比等于方程式的計量數(shù)時，兩種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等；

⑥根據(jù)轉(zhuǎn)化率的計算公式進行計算。

(1)如圖1所示：參加反應(yīng)的SO2與O2總能量高于生成的SO3總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

故答案為：放熱；

(2)其他條件不變時，不同溫度下SO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化情況如圖2，T1反應(yīng)速率快，先達到平衡，對應(yīng)溫度高，T1>T2；

故答案為：>；

(3)①隨反應(yīng)的進行，甲的物質(zhì)的量增加，是生成物，甲為SO3，乙的物質(zhì)的量減少，是反應(yīng)物，乙為SO2；

故答案為：SO3；SO2；

②由圖3可知：25min后，SO2和SO3的組成保持不變，達到平衡狀態(tài)，SO2與O2生成SO3的反應(yīng)是可逆反應(yīng)；

故答案為：可逆；

③10min時，SO2有減少的趨勢，消耗量多于生成的量，v正(SO2)>v逆(SO2)；

故答案為：>；

④從反應(yīng)開始到平衡，反應(yīng)速率v(SO3)= =0.028molL-1min-1；

故答案為：0.028molL-1min-1；

⑤當(dāng)SO2與O2的投料比等于方程式的計量數(shù)時，兩種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等，即2oml:bmol=2:1，即當(dāng)b=1時，O2與SO2的轉(zhuǎn)化率相等；

故答案為：1；

⑥反應(yīng)達到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為70%；

故答案為：70%。