Question

【题目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，是工业制硫酸的主要反应之一。

(1)该反应过程的能量变化如图所示：由图中曲线变化可知，该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应。该反应通常用V2O5作催化剂，加入V2O5后，改变的是图中的______。

A.ΔH B.E C. ΔH-E D. ΔH+E

(2)在2L绝热密闭容器中投入2molSO2和bmolO2，如图是部分反应物随时间的变化曲线。

①10min时，v(SO3)=________。

②反应达到平衡时，SO2的转化率为_______。

③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_______。

A.v(SO3)=v(SO2)

B.混合气体的密度保持不变

C.t时刻，体系的温度不再发生改变

D.混合气体的总物质的量不再改变

Answer 1

【答案】放热 B 0.05mol·L－1·min－1 70% CD

【解析】

(1)由图中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应，该反应通常用V2O5作催化剂，加入V2O5后降低活化能，但不能改变反应热；

(2)①由图可知10min时生成三氧化硫是1mol，c(SO3)=0.5mol/L，根据v=来求反应速率，②根据物质反应转化关系计算平衡时SO2的消耗量，利用转化率定义式可得SO2的平衡转化率；

③根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变判断平衡状态。

(1)由图中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应，该反应通常用V2O5作催化剂，加入V2O5后降低活化能，但不能改变反应物、生成物的能量，因此不能改变反应热，因此改变的是图中的E，故合理选项是B；

(2)①由图可知10min时生成SO3的物质的量是1mol，c(SO3)=1.0mol÷2L=0.5mol/L，v===0.05mol/(Lmin)；

②反应达到平衡时生成SO3的物质的量是1.4mol，则根据方程式中物质反应转化关系可知消耗SO2的物质的量也是1.4mol，则SO2的平衡转化率为×100%=70%；

③A.v(SO3)=v(SO2)，未指明是正反应速率还是逆反应速率，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，A错误；

B.反应在恒容密闭容器内进行，反应混合物都是气体，所以混合气体的密度始终保持不变，，不能据此反应反应是否处于平衡状态，B错误；

C.绝热密闭容器中t时刻，体系的温度不再发生改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，C正确；

D.该反应是反应前后气体体积不等的反应，若混合气体的总物质的量不再改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，D正确；

故合理选项是CD。