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，得到如表：

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10min，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

考点：化学平衡的计算

专题：

分析：（1）利用三段式进行计算，根据v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）从图表中SO₃的变化的物质的量可知在40min时达到平衡，依据化学平衡三段式和平衡常数概念列式计算；
（3）在反应进行至50min时，达到平衡状态，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，相当于原2体积的容器，压缩为1体积的容器，平衡右移；
（4）温度和容器的压强不变，充入2mol SO₃（g），按化学计量数转化到左边，得到n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，满足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，与原来的平衡是等效平衡．

解答： 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始     2mol     1mol      0
转化    0.4mol   0.2mol   0.4mol
10分钟后 1.6mol  0.8mol   0.4mol
反应前10min，用O₂表示该反应的反应速率v（O₂）=

0.2mol

2L 10min

=0.01mol/（L?min），
故答案为：0.01mol/（L?min）；
（2）在体积为2L的密闭容积中，投入2mol SO₂，1molO₂，反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g） 从图表中SO₃的变化的物质的量可知在40min时达到平衡，测得c（SO₃）=

1.6mol

2L

=0.8mol/L，则
                2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）  1        0.5       0
变化量（mol/L） 0.8       0.4       0.8
平衡量（mol/L）0.2       0.1       0.8
化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值，则化学平衡常数为K=

(0.8)2

(0.2)2×0.1

=1.6×10²=160，
故答案为：160；
（3）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），正反应是体积缩小的反应，在反应进行至50min时，达到平衡状态，再向容器中充入2molSO₂和1molO₂，相当于原2体积的容器，压缩为1体积的容器，增大压强，平衡向体积缩小的正反应方向移动，达到新平衡后，SO₂的转化率将增大，
故答案为：增大；
（4）温度和容器的压强不变，充入2mol SO₃（g），按化学计量数转化到左边，得到n（SO₂）=2mol，n（O₂）=1mol，满足n（SO₂）：n（O₂）=2：1，与原来的平衡是等效平衡，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol，2molSO₂完全反应生成2molSO₃，放出197kJ，2molSO₃完全反应生成2molSO₂，吸收197kJ，在40min时达到平衡，测得n（SO₃）=1.6mol，则转化的三氧化硫为0.4mol，放出热量为：

0.4

2

×197KJ=39.4KJ，
故答案为：39.4．

点评：本题考查了化学反应速率和化学平衡，侧重于平衡移动的考查，为高考常见题型和高频考点，题目难度中等．注意化学平衡三段式计算和平衡常数概念应用．