Question

接触法制硫酸的工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g））△H=-190kJ/mol
（1）该反应450℃时的平衡常数

 

500℃时的平衡常数（填“大于”“小于”或“等于”）．
（2）该热化学方程式的意义是

 

（3）下列描述中能说明上述反应已经达到平衡的是

 

A．v（O₂）_正=2v（SO₃）_逆
B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（4）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO₂和0.10molO₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃0.18mol，则v（O₂）=

 

mol?L^-1?min^-1；若继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，则平衡

 

 移动（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，

 

mol＜n（SO₃）＜

 

mol．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）平衡常数只与温度有关，吸热反应平衡常数随温度升高而增大，放热反应则相反；
（2）热化学方程式应注明反应热的测定条件、聚集状态、反应热的数值、单位、符号，其化学计量数表示该物质的物质的量；
（3）根据化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断；
（4）化学反应速率的定义求出氧气的速率；根据影响化学平衡的因素来判断平衡移动方向，利用极限法求出再次达平衡后n（SO₃）的范围．

解答： 解：（1）化学平衡常数只与温度有关，吸热反应平衡常数随温度升高而增大，放热反应平衡常数随温度升高而减小，该反应为放热反应，450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数，
故答案为：大于；
（2）热化学方程式表明化学反应所放出或吸收热量的化学方程式，反应热的测量与温度有关，应注明温度，各物质化学式前的化学计量数表示该物质的物质的量，反应物和生成物的聚集状态不同，反应热也不相同，应注明聚集状态，+190kJ表示放出190kJ的热量，该热化学方程式的意义是：在450℃时，2molSO₂气体和1molO₂气体完全反应生成2molSO₃气体时放出的热量为190kJ，
故答案为：在450℃时，2molSO₂气体和1molO₂气体完全反应生成2molSO₃气体时放出的热量为190kJ；
（3）化学平衡状态的标志：正反应速率等于逆反应速率，平衡混合物中各组成成分的含量不变来判断，
A．v_正（O₂）=2v_正（SO₃）均为正反应速率，不能判断是否达到平衡，故A错误；
B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化，说明平衡混合物中各组成成分含量不变，反应达到平衡状态，故B正确；
C．气体的密度=

m

V

，根据质量守恒定律，反应过程中气体的总质量不变，容器体积不变，气体的密度不会发生变化，故容器中气体的密度不随时间而变化，不能判断反应是否达到平衡，故C错误；
D．该反应为气体的分子总数减少的反应，当容器中气体的分子总数不随时间而变化时，平衡混合物中各组成成分含量不变，反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
（4）当生成0.18molSO₃时，参加反应的氧气的物质的量为x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
        1        2
        x      0.18mol
x=

0.18mol×1

2

=0.09mol
v（O₂）=

0.09mol 5L

0.5min

=0.036mol．L^-1?min^-1；
继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器内压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；
用极限法求出n（SO₃）的范围，
假设平衡不移动，此时n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假设0.40molSO₂完全生成SO₃，根据反应方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，n（SO₃）=0.4mol，
所以再次达到平衡时，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．                                   
故答案为：0.036；向正反应方向；0.36；0.40．

点评：本题考查了化学平衡的计算、化学平衡的影响因素及化学平衡状态的判断等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡及其影响因素，明确化学反应速率的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．