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2.SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。若向一个2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3,发生上述反应。
请回答下列问题:
(1)当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是________(填字母)。
A.[SO2]=0.3 mol.L-1、[O2]=0.15 mol.L-1
B.[SO3]=0.4 mol.L-1
C.[O2]=0.2 mol.L-1、[SO2]=0.4 mol.L-1
D.[SO3]=0.3 mol.L-1
(2)任选上述一种可能的情况,计算达到平衡时的平衡常数为________。
(3)某温度时,将4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密闭容器中,10 min时反应达到平衡,SO2的转化率为80%,则0-10 min内的平均反应速率v(O2)=________,该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=________。
答案 (1)AD (2) mol-1.L(或180 mol-1.L) (3)0.08 mol.L-1.min-1 80 mol-1.L
解析 (1) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始浓度mol.L-1 0.2 0.1 0.2
正向进行到底mol.L-1 0 0 0.4
逆向进行到底mol.L-1 0.4 0.2 0
由此可知,A、D项可能。
(2) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始浓度mol.L-1 0.2 0.1 0.2
转化浓度mol.L-1 0.1 0.05 0.1
平衡浓度mol.L-1 0.3 0.15 0.1
可得A项中K1== mol-1.L,同理可得出选项D中K2==180 mol-1.L。
(3)v(SO2)==0.16 mol.L-1.min-1,换算出v(O2)=0.08 mol.L-1.min-1。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始浓度mol.L-1 2 1 0
转化浓度mol.L-1 1.6 0.8 1.6
平衡浓度mol.L-1 0.4 0.2 1.6
可得K==80 mol-1.L。