Question

【题目】硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。

（1）将0.050molSO2和0.030molO2放入容积为1L的密闭容器中，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040mol·L-1

①从平衡角度分析采用过量O2的目的是___。

②该条件下反应的平衡常数K=___。

③已知：K(300℃)>K(350℃)，正反应是___(填“吸”或“放”)热反应。若反应温度升高，SO2的转化率___(填“增大”“减小”或“不变”)。

（2）某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图I所示。平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)___K(B)(填“大于”“等于”或“小于”，下同)。

（3）如图II所示，保持温度不变，将2molSO2和1molO2加入甲容器中，将4molSO3加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。

①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，SO3的体积分数甲___乙。

②若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通人等质量的氦气，达到新平衡时，SO3的体积分数甲___乙。

Answer 1

【答案】提高二氧化硫的转化率 1600 放 减小 = ＜ ＞

【解析】

(1)①采用过量的O2，可以提高二氧化硫转化率；

②将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040mol/L，则：

2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)

起始浓度(mol/L)：0.05 0.03 0

变化浓度(mol/L)：0.04 0.02 0.04

平衡浓度(mol/L)：0.01 0.01 0.04

再根据K=计算平衡常数；

③已知：K(300℃)＞K(350℃)，升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动，而升高温度平衡向吸热反应方向移动；

(2)平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变；

(3)①甲为恒温恒容容器，若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，为恒温恒容容器，乙中加入4mol三氧化硫相当于加入2mol三氧化硫，再加入2mol三氧化硫，增大压强，平衡正向进行，SO3的体积分数增大；

②甲为恒温恒容容器，加入氦气总压增大，分压不变，平衡不变，乙中加入氦气为保持恒压，体积增大，压强减小，平衡逆向进行，达到新平衡时，SO3的体积分数减小。

(1)①从平衡角度分析采用过量O2的目的是，利用廉价原料提高物质转化率，加入氧气提高二氧化硫的转化率；

②将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040mol/L，则：

2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)

起始浓度(mol/L)：0.05 0.03 0

变化浓度(mol/L)：0.04 0.02 0.04

平衡浓度(mol/L)：0.01 0.01 0.04

平衡常数K===1600；

③K(300℃)＞K(350℃)，说明温度越高平衡常数越小，反应逆向进行，升温平衡向吸热反应方向进行，正反应为放热反应，升温平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小；

(2)平衡常数只受温度影响，与压强无关，平衡状态由A变到B时，二者温度相同，故平衡常数K(A)=K(B)；

(3)将2mol SO2和1mol O2加入甲容器中，将4mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移动．此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，可知甲、乙中最后达到相同的平衡状态；

①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，增大压强，平衡正向进行，SO3的体积分数增大，SO3的体积分数甲＜乙；

②甲为恒温恒容容器，加入氦气总压增大，分压不变，平衡不变，乙中加入氦气，为保持恒压，体积增大，压强减小，平衡逆向进行，达到新平衡时，SO3的体积分数减小，SO3的体积分数甲大于乙。