Question

【題目】硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工業制硫酸的重要反應之一。

（1）將0.050molSO2和0.030molO2放入容積為1L的密閉容器中，反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定條件下達到平衡，測得c(SO3)=0.040mol·L-1

①從平衡角度分析采用過量O2的目的是___。

②該條件下反應的平衡常數K=___。

③已知：K(300℃)>K(350℃)，正反應是___(填“吸”或“放”)熱反應。若反應溫度升高，SO2的轉化率___(填“增大”“減小”或“不變”)。

（2）某溫度下，SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖I所示。平衡狀態由A變到B時，平衡常數K(A)___K(B)(填“大于”“等于”或“小于”，下同)。

（3）如圖II所示，保持溫度不變，將2molSO2和1molO2加入甲容器中，將4molSO3加入乙容器中，隔板K不能移動。此時控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍。

①若移動活塞P，使乙的容積和甲相等，達到新平衡時，SO3的體積分數甲___乙。

②若保持乙中壓強不變，向甲、乙容器中通人等質量的氦氣，達到新平衡時，SO3的體積分數甲___乙。

Answer 1

【答案】提高二氧化硫的轉化率 1600 放 減小 = ＜ ＞

【解析】

(1)①采用過量的O2，可以提高二氧化硫轉化率；

②將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，測得c(SO3)=0.040mol/L，則：

2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)

起始濃度(mol/L)：0.05 0.03 0

變化濃度(mol/L)：0.04 0.02 0.04

平衡濃度(mol/L)：0.01 0.01 0.04

再根據K=計算平衡常數；

③已知：K(300℃)＞K(350℃)，升高溫度平衡常數減小，說明平衡逆向移動，而升高溫度平衡向吸熱反應方向移動；

(2)平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變；

(3)①甲為恒溫恒容容器，若移動活塞P，使乙的容積和甲相等，為恒溫恒容容器，乙中加入4mol三氧化硫相當于加入2mol三氧化硫，再加入2mol三氧化硫，增大壓強，平衡正向進行，SO3的體積分數增大；

②甲為恒溫恒容容器，加入氦氣總壓增大，分壓不變，平衡不變，乙中加入氦氣為保持恒壓，體積增大，壓強減小，平衡逆向進行，達到新平衡時，SO3的體積分數減小。

(1)①從平衡角度分析采用過量O2的目的是，利用廉價原料提高物質轉化率，加入氧氣提高二氧化硫的轉化率；

②將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，測得c(SO3)=0.040mol/L，則：

2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)

起始濃度(mol/L)：0.05 0.03 0

變化濃度(mol/L)：0.04 0.02 0.04

平衡濃度(mol/L)：0.01 0.01 0.04

平衡常數K===1600；

③K(300℃)＞K(350℃)，說明溫度越高平衡常數越小，反應逆向進行，升溫平衡向吸熱反應方向進行，正反應為放熱反應，升溫平衡逆向進行，二氧化硫轉化率減小；

(2)平衡常數只受溫度影響，與壓強無關，平衡狀態由A變到B時，二者溫度相同，故平衡常數K(A)=K(B)；

(3)將2mol SO2和1mol O2加入甲容器中，將4mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移動．此時控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍，可知甲、乙中最后達到相同的平衡狀態；

①若移動活塞P，使乙的容積和甲相等，增大壓強，平衡正向進行，SO3的體積分數增大，SO3的體積分數甲＜乙；

②甲為恒溫恒容容器，加入氦氣總壓增大，分壓不變，平衡不變，乙中加入氦氣，為保持恒壓，體積增大，壓強減小，平衡逆向進行，達到新平衡時，SO3的體積分數減小，SO3的體積分數甲大于乙。