Question

硫酸用途十分廣泛，工業(yè)上合成硫酸時(shí)，將SO₂轉(zhuǎn)化為催化氧化是一個(gè)關(guān)鍵步驟。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，判斷其達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是　　。（填字母）
a．SO₂和SO₃濃度相等
b．SO₂百分含量保持不變
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變
d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等
e．容器中混合氣體的密度保持不變
（2）某溫度下，2SO₂(g)＋O₂(g）2SO₃(g） △H＝－196 kJ?mol^－1。在一個(gè)固定容積為5 L的密閉容器中充入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含SO₃為0.18 mol，則v(O₂)＝　  　mol?L^－1?min^－1，放出的熱量為　         　 kJ。
（3）一定溫度時(shí)，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。試分析工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是　               　。

（4）將一定量的SO₂和0.7 molO₂放入一定體積的密閉容器中，在550℃和催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28 L；再將剩余氣體通過(guò)焦性沒(méi)食子酸的堿性溶液吸收O₂，氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。則該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率是多少？（要寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。）

Answer 1

（1）bc   
（2）0.036  17.64
（3）在常壓下該反應(yīng)轉(zhuǎn)化率已很高，若再加壓，對(duì)設(shè)備要求高，同時(shí)要消耗大量的能源，不經(jīng)濟(jì)。
（4）94.7%

試題分析：（1）“變量不變達(dá)平衡”，a。反應(yīng)物和生成物的濃度不變時(shí)達(dá)平衡，而不是相等，錯(cuò)誤；b。SO₂百分含量是變量，不變時(shí)達(dá)到平衡，正確；c．反應(yīng)是在恒容的容器中進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量會(huì)發(fā)生變化，故容器中氣體的壓強(qiáng)是變量，正確； d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率是同一個(gè)方向，一定相等，錯(cuò)誤；e．容器體積固定，氣體的質(zhì)量固定，氣體的密度是定量，錯(cuò)誤；
（2）v(O₂)＝v (SO₃)/2=0.18÷5÷0.5÷2=0.036mol?L^－1?min^－1，放出的熱量為196÷2×0.18=17.64kJ；
（3）在常壓下該反應(yīng)轉(zhuǎn)化率已很高，若再加壓，對(duì)設(shè)備要求高，同時(shí)要消耗大量的能源，不經(jīng)濟(jì)。
（4）通過(guò)過(guò)量NaOH溶液，被吸收的為SO₂和SO₃，物質(zhì)的量為21.28÷22.4=0.95mol；剩余氧氣的量為5.6÷22.4=0.25mol，反應(yīng)的氧氣為0.7－0.25=0.45mol,生成SO₃的量為0.45×2=0.9mol；故剩余SO₂的量為0.95-0.9=0.05mol，其始量為0.95+0.05=1.00mol，轉(zhuǎn)化率為0.95÷1.00=0.95