Question

工业制备硫酸的主要反应之一为SO₂与O₂反应生成SO₃。请回答下列问题：

（1）SO₂与O₂反应生成SO₃的反应过程的能量变化如图1所示。由图中曲线变化可知，该反应为___(填“放热”或“吸热”）反应。

（2）其他条件不变时，不同温度下SO₂的转化率随时间的变化情况如图2所示T₁___(填“>”或“<”）T₂。

（3）某次实验中，在容积为2L的恒温恒容密闭容器中通入2molSO₂和bmolO₂，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图3所示。

①甲为___(填化学式，下同），乙为___。

②SO₂与O₂生成SO₃的反应是___反应。(填“可逆”或“不可逆”）

③10min时，v_正(SO₂) _______ v_逆(SO₂)。(填“>”、“<”或“=”）

④从反应开始到平衡，反应速率v(SO₃)=___。

⑤当b=___时，O₂与SO₂的转化率相等。

⑥反应达到平衡时，SO₂的转化率为___。

Answer

放热 > SO3 SO2 可逆 > 0.028mol∙L-1∙min-1 1 70%

【解析】

(1)反应物的总能量大于生成物总能量，反应为放热反应；

(2)其他条件不变时，根据先拐先平，条件高，温度高，压强大，进行分析；

(3)①根据图像分析，随反应的进行，甲的物质的量增加，是生成物，乙的物质的量减少，是反应物；

②由图3可知：25min后，SO2和SO3的组成保持不变，达到平衡状态，反应物不能全部消耗完；

③10min时，反应向右进行，v正(SO2)>v逆(SO2)；

④根据速率的计算公式进行计算；

⑤当SO2与O2的投料比等于方程式的计量数时，两种物质的转化率相等；

⑥根据转化率的计算公式进行计算。

(1)如图1所示：参加反应的SO2与O2总能量高于生成的SO3总能量，反应为放热反应；

故答案为：放热；

(2)其他条件不变时，不同温度下SO2的转化率随时间的变化情况如图2，T1反应速率快，先达到平衡，对应温度高，T1>T2；

故答案为：>；

(3)①随反应的进行，甲的物质的量增加，是生成物，甲为SO3，乙的物质的量减少，是反应物，乙为SO2；

故答案为：SO3；SO2；

②由图3可知：25min后，SO2和SO3的组成保持不变，达到平衡状态，SO2与O2生成SO3的反应是可逆反应；

故答案为：可逆；

③10min时，SO2有减少的趋势，消耗量多于生成的量，v正(SO2)>v逆(SO2)；

故答案为：>；

④从反应开始到平衡，反应速率v(SO3)= =0.028mol∙L-1∙min-1；

故答案为：0.028mol∙L-1∙min-1；

⑤当SO2与O2的投料比等于方程式的计量数时，两种物质的转化率相等，即2oml:bmol=2:1，即当b=1时，O2与SO2的转化率相等；

故答案为：1；

⑥反应达到平衡时，SO2的转化率为70%；

故答案为：70%。