Question

（1）二氧化硫的催化氧化的过程如图1所示，

其中a、c二步的化学方程式可表示为：SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄
4VOSO₄+O₂?2V₂O₅+4SO₃．
该反应的催化剂是

 

（写化学式）
（2）550℃时，SO₂转化为SO₃的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图2所示．将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M Pa．试计算反应2SO₃?2SO₂+O₂ 在550℃时的平衡常数K=

 

．
（3）550℃时，将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于5L密闭容器中，反应达平衡后，下列措施中能使

n(SO3)

n(SO2)

增大的是

 

A．升高温度      B．充入He（g），使体系总压强增大
C．再充入2mol SO₂和1mol O₂       D．再充入1mol SO₂和1mol O₂
（4）维持温度不变条件下使之发生如下反应：2SO₂+O₂?2SO₃，有两只密闭容器A和B．A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容．起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2：1的SO₂和O₂的混合气体，并使A和B容积相等（如图3所示）．
试填写下列空格：
A容器达到平衡时所需的时间比B容器

 

（填：“短”或“长”）；平衡时A容器中SO₂的转化率比B容器

 

（填：“大”或“小”）；达到所述平衡后，若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，达到平衡时，A容器的混合气体中SO₃的体积分数

 

（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；B容器的混合气体中SO₃的体积分数

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,化学平衡的调控作用

专题：化学平衡专题

分析：（1）二步的化学方程式可表示为：SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄，4VOSO₄+O₂?2V₂O₅+4SO₃，过程分析可知催化剂室改变反应速率参与反应过程，但化学性质和质量不变；
（2）根据化学平衡计算的三段式进行计算，压强之比等于物质的量之比，依据平衡常数概念计算；
（3）依据条件改变和化学平衡移动方向分析判断选项；
（4）根据化学反应速率越快，到达平衡的时间越短；利用等效平衡来判断平衡移动来解答；根据容器中的压强对化学平衡的影响；根据浓度对化学平衡的影响，求出平衡移动后SO₃的体积分数

解答： 解：（1）依据图1中的转化关系和化学方程式分析，V₂O₅参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫，本身被还原为图中产物V₂O₄；根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄；C是VOSO₄转化为SO₃，此过程需要重新生成催化剂V₂O₅，故答案为：V₂O₅；
（2）体系总压强为0.10M Pa，此时二氧化硫的转化率为80%
               2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃
起始量（mol）  2      1          0
变化量 （mol）2×0.8  0.8    2×0.8
平衡量 （mol） 0.4   0.2        1.6
平衡时各物质的浓度为：[SO₂]=0.08mol/L，[O₂]=0.04mol/L，[SO₃]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到
平衡常数K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

=

0.322

0.082×0.04

=400 L?mol^-1，
则反应2SO₃?2SO₂+O₂ 在550℃时的平衡常数K=

1

400

=2.5×10^-3 ；
故答案为：2.5×10^-3；
（3）2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃，反应是气体体积减小的放热反应，依据平衡移动原理分析；
A．升高温度，平衡逆向进行，

n(SO3)

n(SO2)

比值减小，故A不符合；      
B．充入He（g），使体系总压强增大，分压不变，平衡不动，

n(SO3)

n(SO2)

比值不变，故B不符合；
C．再充入2mol SO₂和1mol O₂，相当于增大压强平衡正向进行，

n(SO3)

n(SO2)

比值增大，故C符合；
 D．再充入1mol SO₂和1mol O₂，二氧化硫转化率增大，

n(SO3)

n(SO2)

比值增大，故D符合；
故答案为：故CD；
（4）因A容器保持恒压，反应过程中体积变小，浓度增大，根据浓度越大，化学反应速率越快，到达平衡的时间越短，所以达到平衡所需时间A比B短，若A容器保持恒容，两容器建立的平衡等效，而实际上A容器体积减少，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以A中SO₂的转化率比B大；平衡后，向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡后，A中建立的平衡与原平衡等效，所以SO₃的体积分数不变，B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，B容器中SO₃的体积分数增大；
故答案为：短；大； 不变；增大．

点评：本题考查化学平衡的影响因素，催化剂作用分析，平衡常数计算应用，题目难度不大，注意计较两容器的不同状态，从压强对平衡移动的影响角度分析．