Question

（1）二氧化硫的催化氧化的過程如圖所示，其中a、c二步的化學(xué)方程式可表示為：

SO₂+V₂O₅SO₃+ V₂O₄
4VOSO₄+O₂2V₂O₅+4SO₃。
該反應(yīng)的催化劑是        （寫化學(xué)式）
（2） 550 ℃時(shí)，SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示。將2．0 mol SO₂和1．0 mol O₂置于5 Ｌ密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0．10 M Pa。試計(jì)算反應(yīng)2SO₃2SO₂+O₂在550 ℃時(shí)的平衡常數(shù)K=     。

（3）550 ℃時(shí)，將2．0 mol SO₂和1．0 mol O₂置于5 Ｌ密閉容器中，反應(yīng) 達(dá)平衡后，下列措施中能使n(SO₃)/n(SO₂)增大的是       
A．升高溫度                  
B．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大
C．再充入2 mol SO₂和1 mol O₂ 
D．再充入1 mol SO₂和1 mol O₂
（4）維持溫度不變條件下使之發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂＋O₂2SO₃，有兩只密閉容器A和B。A容器有一個(gè)可以移動(dòng)的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器能保持恒容。起始時(shí)向這兩個(gè)容器中分別充入等物質(zhì)的量的體積比為2∶1的SO₂和O₂的混合氣體，并使A和B容積相等（如下圖所示）。

試填寫下列空格：
A容器達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間比B容器__________（填：“短或長(zhǎng)”）；平衡時(shí)A容器中SO₂的轉(zhuǎn)化率比B容器_______（填：“大或小”）；達(dá)到所述平衡后，若向兩容器中通入等物質(zhì)的量的原反應(yīng)氣體，達(dá)到平衡時(shí)，A容器的混合氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)_________（填“增大”、“減小”或“不變”，下同）；B容器的混合氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)_________。

Answer 1

（1）V₂O₅；（2）400 L?mol^-1；（3）CD；（4）短；大；不變；增大。

試題分析：（1）根據(jù)題給信息結(jié)合催化劑參與化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理分析，催化劑為V₂O₅；（2）根據(jù)化學(xué)平衡計(jì)算的三段式進(jìn)行計(jì)算，由題給圖像知，體系總壓強(qiáng)為0.10M Pa，此時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為80%，              2SO₂＋O₂2SO₃
起始量（mol）  2     1         0
變化量 （mol）2×0.8  0.8    2×0.8
平衡量 （mol） 0.4   0.2        1.6
平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為：[SO₂]=0.08mol/L，[O₂]=0.04mol/L，[SO₃]="0.32mol/L" 代入平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算得到平衡常數(shù)K="400" L?mol^-1；（3）550 ℃時(shí)，將2．0 mol SO₂和1．0 mol O₂置于5 Ｌ密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，要使n(SO₃)/n(SO₂)增大，平衡需向正向移動(dòng)，A、該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，錯(cuò)誤；B、充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大，與反應(yīng)相關(guān)的物質(zhì)濃度不變，平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤；C、再充入2 mol SO₂和1 mol O₂，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，正確；D、再充入1 mol SO₂和1 mol O₂，平衡正向移動(dòng)，正確；選CD；（4）因A容器保持恒壓，反應(yīng)過程中體積變小，濃度增大，根據(jù)濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，所以達(dá)到平衡所需時(shí)間A比B短，A容器體積減少，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以A中SO₂的轉(zhuǎn)化率比B大；向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體，達(dá)到平衡后，A中建立的平衡與原平衡等效，所以SO₃的體積分?jǐn)?shù)不變，B容器中建立的平衡相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，B容器中SO₃的體積分?jǐn)?shù)增大。