Question

接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：

2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)　ΔH＝－190 kJ/mol

(1)该反应所用的催化剂是________(填写化合物名称)，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)该热化学反应方程式的意义是___________________________________

___________________________________________________________________。

(3)下列说法能表明反应已达平衡状态的是________。

a．v(O₂)_正＝2v(SO₃)_逆

b．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

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5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.18 mol，则v(O₂)＝________mol·(L·min)^－1；若继续通入0.20 mol SO₂和0.10 mol 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

【解析】　此题考查了工业制硫酸、化学平衡常数、热化学方程式、化学平衡状态、有关化学平衡的计算等知识。

(1)工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒；该反应正向放热，故温度越高化学平衡常数越小；

(2)热化学方程式表示的是450 ℃时，2 mol SO₂气体和1 mol O₂完全反应生成2 mol SO₃气体时放出的热量为190 kJ；

(3)根据化学平衡状态的特征，容器中气体的平衡相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时，说明反应达到平衡状态；

(4)当达到平衡时，容器中SO₃的物质的量为0.18 mol，则v(SO₃)＝0.072 mol·(L·min)^－1，则v(O₂)＝0.036 mol(L·min)^－1；再继续通入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂时，平衡向正反应方向移动，在此达到平衡时，SO₃的物质的量介于0.36 mol和0.40 mol之间。

【答案】　(1)五氧化二钒(V₂O₅)　大于

(2)在450  ℃时，2 mol SO₂气体和1 mol O₂气体完全反应生成2 mol SO₃气体时放出的热量为190 kJ

(3)bd　(4)0.036　向正反应方向　0.36　0.40