Question

【题目】硫酸是重要的化工原料，工业制取硫酸最重要的一步反应为：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H< 0

（1）为提高SO2的转化率，可通入过量O2，用平衡移动原理解释其原因：___________。

（2）某兴趣小组在实验室对该反应进行研究，部分实验数据和图像如下。

反应条件：催化剂、一定温度、容积10 L

实验	起始物质的量/mol			平衡时SO3 物质的量/mol
	SO2	O2	SO3
ⅰ	0.2	0.1	0	0.12
ⅱ	0	0	0.2	a

①实验ⅰ中SO2的转化率为______。

②a____0.12（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③t1、t2、t3中，达到化学平衡状态的是________。

④ t2到t3的变化是因为改变了一个反应条件，该条件可能是___________。

（3）将SO2和O2充入恒压密闭容器中，原料气中SO2 和O2的物质的量之比m（m＝n(SO2)/n(O2)）不同时，SO2的平衡转化率与温度（T）的关系如下图所示，则m1、m2、m3的大小顺序为_____。

Answer 1

【答案】增大反应物O2的浓度，平衡正向移动，SO2的转化率提高 60% ＝ t2 加压 m1＜m2＜m3

【解析】

（1）根据化学平衡移动因素回答；（2）根据转化率公式计算；根据等效平衡进行判断，

（1）根据反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H< 0可知，要提高SO2的转化率，就要使化学平衡正向移动，可以采取通入过量O2，增大反应物的浓度的方法；所以正确答案为：增大反应物O2的浓度，平衡正向移动，SO2的转化率提高；

（2）①根据三段式： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)

起始物质的量/mol 0.2 0.1 0

变化物质的量/mol 2x x 2x

平衡物质的量/mol 0.2-2x 0.1-x 0.12

实验ⅰ中SO2的转化率=物质的变化量/物质的起始量×100%=0.12/0.2×100%= 60%；

②ⅱ因为反应条件相同，从SO3投料0.2 mol ，相当于ⅰ的投料，所以ⅰ和ⅱ为等效平衡，所以a=0.12；

③根据图像分析， t2时SO2的消耗速率等于生成O2速率的2倍，根据2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)反应计量数的关系，所以此时达到平衡状态；

④ t2到t3的变化是SO2的消耗速率和生成O2速率同时增大，且SO2的消耗速率增加的更多，可能改变的条件是加压了；

（3）因为该反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H< 0为放热反应，升高温度，平衡正向移动，m【m＝n(SO2)/n(O2)】比值越大，二氧化硫的转化率越小，所以m1<m2<m3。