Question

一定条件下2L的密闭容器中，有反应2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)+Q。

(1)若起始时SO₂为2mol，反应2min后SO₂剩余1.6mol，则在0~2min内SO₂的平均反应速率为_____mol/(L·min)；若继续反应使SO₂剩余1.2mol，则需要再反应的时间_____2min(不考虑温度变化)；(选填“>”、“<”或“=”)

(2)反应达到平衡后，在其他条件不变的情况下，升高温度，下列说法正确的是_____；(选填字母)

A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动

B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动

C．正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动

D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动

(3)若反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示，则导致t₁时刻速率发生变化的原因可能是_____；(选填字母)

A．增大A的浓度     B．缩小容器体积

C．加入催化剂          D．降低温度

(4)在硫酸工业生产中，为了有利于SO₂的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(见图)。下列说法错误的是_____。(选填字母)

A．a、b两处的混合气体成分相同，b处气体温度高

B．c、d两处的混合气体成分不同

C．热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体

D．反应气体进行两次催化氧化的目的是提高SO₂的转化率

(5)硫酸工业制法中硫铁矿是制取SO₂的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下：3FeS₂+8O₂→Fe₃O₄+6SO₂     4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂，若48molFeS₂完全反应耗用氧气131 mol，则反应产物中Fe₃O₄与Fe₂O₃物质的量之比为________。

Answer

0.1 ＞ C B B 2:9

【解析】

(1) 根据反应速率的公式计算；

(2)升高温度正反应和逆反应速率都增大，又因为反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是放热反应，升高温度反应逆向移动；

(3)由图可知，t1时正反应和逆反应速率都增大，并且v(正)大于v(逆)，说明反应正向移动。

(4) A．从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从b处出来的是热的气体；

B．在c处出来的气体SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有SO3及未反应的SO2、O2等气体，该反应是放热反应，当经过热交换器后被冷的气体降温，SO3变为液态；

C．热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，为SO3的吸收创造条件；

D．使未反应的SO2进一步反应产生SO3，从而可以提高SO2的转化率；

(5)根据铁元素和氧元素守恒计算。

(1) 0~2min内SO2的平均反应速率为=0.1 mol/(L·min)；反应过程中SO2的浓度降低，反应速率减慢，若继续反应使SO2剩余1.2mol，则需要再反应的时间>2min；

(2)升高温度正反应和逆反应速率都增大，又因为反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是放热反应，升高温度反应逆向移动，故选C；

(3)由图可知，t1时正反应和逆反应速率都增大，并且v(正)大于v(逆)，说明反应正向移动，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是气体体积减少的反应，可以通过缩小容器体积而增大压强实现，催化剂不改变反应进程，降低温度反应速率减小，故选B。

(4) A．根据装置图可知，从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经过热交换器后从b处出来的是热的气体，成分与a处相同，故A正确；

B．在c处出来的气体有SO2、O2和在催化剂表面发生反应产生的SO3，该反应是放热反应，经过热交换器时，把反应产生的热量传递给从a口进入的原料气，在下层催化剂处再次发生催化氧化，从d口出去的气体主要是生成的SO3及未反应的少量的SO2、O2等气体，故二者含有的气体的成分相同，故B错误；

C．热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，为SO3的吸收创造条件，故C正确；

D．处气体经过热交换器后再次被催化氧化，目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3，从而可以提高SO2的转化率，故D正确；

故选：B。

(5)设反应产物中Fe3O4的物质的量为xmol，Fe2O3的物质的量为ymol，根据铁元素守恒有：3x+2y=48，根据消耗氧气的量有：8x+5.5y=131，解得：x=4mol，y=18mol，则则反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比为2:9。