Question

硫酸工业中SO₂转化为SO₃是重要的反应之一，在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO₂和2molO₂发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，SO₂的转化率随温度的变化如下表所示：

温度	450	500	550	600
SO2的转化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中数据判断△H        0（填“＞”、“＝”或“＜”）

（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是           

A  容器的压强不变                   B  混合气体的密度不变

C  混合气体中SO₃的浓度不变          D  C（SO₂）=C（SO₃）

E  V正（SO₂）=V正（SO₃）             F  V正（SO₃）=2V逆（O₂）

（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO₂）=0.08mol·L^－1.

①0~2min之间，O₂的反应速率为                        .

②此时的温度为           ℃.

③此温度下的平衡常数为          （可用分数表示）.

（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将         向移动.

Answer

（1）＜ （2）A C F（3）①0.08mol·L－1·min－1 ②600 ③400/21 ⑷正

【解析】

试题分析：（1）由表中数据可知，温度越高SO2的转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0。

（2）A．该反应为气体分子数减少的可逆反应，对于反应前后体积变化的反应，容器内压强不再发生变化，说明反应达到平衡状态，A项正确；B．容器中气体的密度=m/V，反应前后质量守恒，反应在体积不变的容器中进行，所以气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，B项错误；C．达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变，反应混合物中，SO3的浓度不再改变，说明反应达到平衡状态，C项正确；D．浓度相等不能判断反应达到化学平衡状态，D项错误；E.应该是正逆反应速率之比等于化学计量数之比，才能作为判断是否达到化学平衡的依据，E项错误；F. v正（SO3）: v逆（O2）=2:1,表明正逆反应速率相等是平衡状态，F项正确；答案选ACF。

（3）①经2min反应达到平衡后c(SO2）=0.08mol·L－1，反应的c(SO2）=(0.8mol÷2L)-0.08mol·L－1=0.32mol·L－1, v（SO2）=0.32mol/L÷2min=0.16 mol·L－1·min－1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v（O2）= v（SO2）÷2=0.08mol·L－1·min－1。

②由①可知，反应的c(SO2)=0.32mol·L－1，则SO2的转化率为0.32mol/L÷0.4mol/L×100%=80.0%，对照表中数据可知温度为600℃。

③根据上述分析，平衡时，[SO3]=0.32mol/L,[SO2]=0.08mol/L，[O2]=1mol/L-0.16mol/L=0.84mol/L，则K=[SO3]2÷{[SO2]2×[O2]}=(0.32mol·L－1）2÷{[(0.08mol·L－1）2×0.84 mol·L－1]= 400/21 L·mol－1。

（4）根据增大压强，平衡向气体系数和减小的方向移动，即平衡正向移动。

考点：考查化学平衡的计算，化学反应速率的影响因素等知识。