Question

硫酸工业中接触氧化是最重要的一个反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H= -197kJ/mol。为了研究这一反应，在体积为2L的密闭容积中，投入2mol SO2，1molO2，然后控制反应温度，在反应进行至20min时加入一定的催化剂，测定并记录一定时间内容器内SO3的物质的量，得到下表：

时间/min	10	20	30	40	50
N（SO3）/mol	0.4	0.6	1.2	1.6	1.6

（1）反应前10 min，用O2表示该反应的反应速率v（O2）= 。

（2）该温度下，该反应的平衡常数为 。

（3）在反应进行至50min时，再向容器中充入2molSO2和1molO2，达到新平衡后，SO2的转化率将 。（填“增大”、“减小”或“不变”）

（4）保持温度不变，若在该容器中只投入2mol SO3，达到平衡时，反应吸收的热量为 kJ。

 

Answer 1

（1）0.01mol/(L·min） (2)160 (3)增大 (4)39.4

【解析】

试题解析：（1）反应前10 min，用SO3表示该反应的反应速率v（SO2）====0.02mol/(L·min），利用速率之比等于计量系数比可知，v（O2）=v（SO2）=0.01mol/(L·min）；（2）由表中数据可知，40分钟达到平衡，则可逆反应： 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

起始浓度（mol/L) ： 1 0.5 0

变化浓度（mol/L) ：0.8 0.4 0.8

平衡浓度（mol/L) ：0.2 0.1 0.8

该反应的平衡常数K===160；（3）在反应进行至50min时，再向容器中充入2molSO2和1molO2，在体积不变的条件下，物质的量同时扩大1倍，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，达到新平衡后，SO2的转化率将增大；（4）保持温度不变，若在该容器中只投入2mol SO3，与上述可逆反应相比较，相当于由逆反应建立平衡，两者是等效的，达平衡时 SO3的浓度为0.8mol/L，转化的浓度=1mol/L-0.8mol/L=0.2mol/L，则SO3的转化率==20%，反应吸收的热量为197kJ/mol×20%=39.4KJ。

考点：化学反应速率、化学平衡