Question

2．接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6KJ/mol
（1）该反应450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数（填“大于”“小于”或“等于”）．
（2）该热化学反应方程式的意义是在450℃时，2molSO₂气体和1molO₂气体完全反应生成2molSO₃气体时放出的热量为196.6KJ．
（3）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.18mol，则v（O₂）=0.036 mol•L^-1•min^-1；若继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，则平衡向正反应方向移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．

Answer 1

分析 （1）平衡常数只与温度有关，吸热反应平衡常数随温度升高而增大，放热反应则相反；
（2）热化学方程式应注明反应热的测定条件、聚集状态、反应热的数值、单位、符号，其化学计量数表示该物质的物质的量；
（3）化学反应速率的定义求出氧气的速率；根据影响化学平衡的因素来判断平衡移动方向，利用极限法求出再次达平衡后n（SO₃）的范围．

解答 解：（1）化学平衡常数只与温度有关，吸热反应平衡常数随温度升高而增大，放热反应平衡常数随温度升高而减小，该反应为放热反应，450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数，
故答案为：大于；
（2）热化学方程式表明化学反应所放出或吸收热量的化学方程式，反应热的测量与温度有关，应注明温度，各物质化学式前的化学计量数表示该物质的物质的量，反应物和生成物的聚集状态不同，反应热也不相同，应注明聚集状态，+190kJ表示放出190kJ的热量，该热化学方程式的意义是：在450℃时，2molSO₂气体和1molO₂气体完全反应生成2molSO₃气体时放出的热量为196.6KJ，
故答案为：在450℃时，2molSO₂气体和1molO₂气体完全反应生成2molSO₃气体时放出的热量为196.6KJ；
（3）当生成0.18molSO₃时，参加反应的氧气的物质的量为x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
        1        2
        x      0.18mol
x=$\frac{0.18mol×1}{2}$=0.09mol
v（O₂）=$\frac{\frac{0.09mol}{5L}}{0.5min}$=0.036mol．L^-1•min^-1；
继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，容器内压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；
用极限法求出n（SO₃）的范围，
假设平衡不移动，此时n（SO₃）=0.18×2=0.36mol，
假设0.40molSO₂完全生成SO₃，根据反应方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，n（SO₃）=0.4mol，
所以再次达到平衡时，0.36mol＜n（SO₃）＜0.40mol．                                   
故答案为：0.036；向正反应方向；0.36；0.40．

点评 本题考查了化学平衡的计算、化学平衡的影响因素及化学平衡状态的判断等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡及其影响因素，明确化学反应速率的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．