Question

利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤。

（1）T₁℃时，在2L密闭容器中充入0.6molSO₃，图1表示SO₃物质的量随时间的变化曲线。

①平衡时，SO₃的转化率为______（保留一位小数）；在T₁℃下反应2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g) 的平衡常数为____________；若其他条件不变，在8min时压缩容器的体积至1L，则n(SO₃)的变化曲线为_______（填字母）。

②下表为不同温度(T)下反应2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)  △H＜0的化学平衡常数（K）：

T/℃	T2	T3
K	20.5	4.68

由此推知，其他条件相同，在T₁、T₂、T₃三种不同温度下，反应从开始至达到平衡时所需要的时间最长的是 _____________。（填“T₁”、“T₂”或“T₃”）

（2）在体系恒压的条件下进行反应：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)，原料气中SO₂和O₂的物质的量之比（k）不同时，SO₂的平衡转化率与温度（t）的关系如图2所示：图中k₁、k₂、k₃的大小顺序为____________。

Answer

66.7% 2.5 c T2 k1>k2>k3

【解析】(1)在容积为2L密闭容器中充入0.6molSO3，由图1平衡时SO3物质的量为0.2mol，

                     2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)，

起始量(mol)    0          0         0.6

变化量(mol)  0.4         0.2       0.4

平衡量(mol)  0.4         0.2          0.2

①SO3的转化率为=×100%≈66.7%；K===2.5；其他条件不变，在8min时压缩容器体积至0.5L，平衡向正反应方向移动，n(SO3)变大，即为图像c，故答案为：66.7%；2.5； c；

②因为反应为放热反应，温度越低，平衡越向正反应方向移动，平衡常数越大，所以温度最低的为K最大的，即T2，故答案为：T2；

(2)相同温度和压强下，K越小，氧气浓度越大，平衡正向移动，则二氧化硫的转化率越大，则k1＞k2＞k3，故答案为：k1＞k2＞k3。