Question

19．SO₂經(jīng)過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸或者硫酸銨，其中SO₂發(fā)生催化氧化的反應為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．若在T₁℃、0.1MPa條件下，往一密閉容器通入SO₂和O₂（其中n（SO₂）：n（O₂）=2：1），測得容器內(nèi)總壓強與反應時間如圖所示：
①該反應的化學平衡常數(shù)表達式：K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$
②圖中A點時，SO₂的轉(zhuǎn)化率為45%
③計算SO₂催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數(shù)K=24300 （Mpa）^-1（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）
④若在T₂℃，其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如圖所示，則T₁＜T₂（填“＞”、“＜”、“=”）；其中C點的正反應速率v_C（正）與A點的逆反應速率v_A（逆）的大小關系為v_C（正） ____v_A（逆） （填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

分析 ①反應平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$；
②結(jié)合化學三行計算列式，依據(jù)圖中A點時，氣體物質(zhì)的量0.085，依據(jù)開始和A點氣體物質(zhì)的量之比列式計算，轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
③圖中B點，依據(jù)化學三行列式計算，設氧氣消耗物質(zhì)的量為y，
             2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃
起始量（mol） 2a        a        0
變化量（mol） 2y        y        2y
平衡量（mol）2a-2y     a-y       2y
B點氣體物質(zhì)的量為 0.007，則
$\frac{2a-2y+a-y+2y}{2a+a}$=$\frac{0.07}{0.1}$
y=0.9a，
用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)計算SO₂催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數(shù)；
④先拐先平溫度高，達到平衡所需時間短，溫度越高反應速率越大；

解答 ①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃，反應的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$；
②依據(jù)化學三行列式計算，設氧氣消耗物質(zhì)的量為x，
             2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃
起始量（mol） 2a        a        0
變化量（mol） 2x        x        2x
平衡量（mol）2a-2x     a-x       2x
圖中A點時，氣體物質(zhì)的量0.085，則
$\frac{2a-2x+a-x+2x}{2a+a}$=$\frac{0.085}{0.1}$
x=0.45a
SO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.45a×2}{2a}$×100%=45%，
故答案為：45%；
③圖中B點，依據(jù)化學三行列式計算，設氧氣消耗物質(zhì)的量為y，
             2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃
起始量（mol） 2a        a        0
變化量（mol） 2y        y        2y
平衡量（mol）2a-2y     a-y       2y
B點氣體物質(zhì)的量為 0.007，則
$\frac{2a-2y+a-y+2y}{2a+a}$=$\frac{0.07}{0.1}$
y=0.9a，
平衡常數(shù)K=$\frac{（0.007MPa×\frac{1.8a}{0.2a+0.1a+1.8a}）^{2}}{（0.007MPa×\frac{0.2a}{0.2a+0.1a+1.8a}）^{2}×（0.007MPa×\frac{0.1a}{0.2a+0.1a+1.8a}）}$=24300（MPa）^-1，
故答案為：24300（MPa）^-1；
④圖象分析可知，先拐先平溫度高則T₁＜T₂，C點是平衡狀態(tài)，A點反應未達到平衡狀態(tài)，其中C點的正反應速率v_C（正）與A點的逆反應速率v_A（逆）的大小關系為v_C（正）＞v_A（逆）
故答案為：＜，＞；

點評 本題考查了化學平衡、化學反應速率影響因素的分析應用，圖象變化和數(shù)值的計算是解題關鍵，題目難度中等．